Электронная библиотека Веда
Цели библиотеки
Скачать бесплатно
Доставка литературы
Доставка диссертаций
Размещение литературы
Контактные данные
Я ищу:
Библиотечный каталог российских и украинских диссертаций

Вы находитесь:
Диссертационные работы России
Технические науки
Автоматизированные системы управления и прогрессивные информационные технологии

Диссертационная работа:

Толстиков, Александр Степанович Многоцелевая оптимизация процесса получения алюминия : диссертация ... кандидата технических наук : 05.13.06 Москва, 2005

смотреть содержание
смотреть введение
Содержание к работе:

ВВЕДЕНИЕ 4

1. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА МЕТОДОВ ПРИНЯТИЯ РЕШЕНИЙ 8
ПРИ МНОГИХ КРИТЕРИЯХ

  1. Особенности задач принятия решений при многих критериях 11

  2. Модели векторной оптимизации 16

  3. Модели целевого программирования 24

  4. Модели скаляризации векторного критерия 27 Выводы 37

2. РАЗРАБОТКА МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ ПРОЦЕССА
ПОЛУЧЕНИЯ АЛЮМИНИЯ 38

  1. Топологический метод синтеза сложных систем 38

  2. Структурная идентификация математической модели процесса 44 получения алюминия

  3. Восстановление параметров математической модели процесса получения алюминия 48

Выводы 53

3. ПОСТРОЕНИЕ МНОГОКРИТЕРИАЛЬНОЙ МОДЕЛИ
ОПТИМИЗАЦИИ ПРОЦЕССА ПОЛУЧЕНИЯ АЛЮМИНИЯ 54

  1. Постановка задачи самоорганизации моделей скаляризации векторного критерия 54

  2. Основные ограничения 55

  3. Раскрытие системы предпочтений ЛПР на векторных оценках альтернатив 57

  4. Восстановление функции полезности оценок векторного критерия 62

  5. Восстановление функций полезности векторных оценок 68 альтернатив в классе аддитивных суперпозиций

3.6. Оптимизация процесса получения алюминия 73

Выводы 76

4. РАЗРАБОТКА АЛГОРИТМА УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ

ПОЛУЧЕНИЯ АЛЮМИНИЯ 77

  1. Постановка задачи управления процессом получения алюминия 77

  2. Основные ограничения на управление 79

  3. Алгоритмическое и программное обеспечение системы управления 85 Выводы 92 ЗАКЛЮЧЕНИЕ 93 ЛИТЕРАТУРА 94 ПРИЛОЖЕНИЕ 101

Введение к работе:

Актуальность работы

Развитие российской алюминиевой промышленности является важной задачей в масштабах государства. С другой стороны, проблемы по защите окружающей природной среды, улучшению условий труда с каждым годом увеличивают свой удельный вес в ряду других задач.

В связи с этим модернизация и реконструкция основной части алюминиевых заводов представляется важной и актуальной задачей.

Как показывает отечественная практика наибольший эффект достигается при коренной реконструкции серий электролиза, заключающейся в переходе на технологию предварительно обожженных анодов. Однако такая реконструкция по удельным, капитальным затратам приближается к уровню капитальных вложений на новое строительство.

В связи с этим широко используется модернизация действующей технологии путем усовершенствования отдельных узлов электролизеров и компонентов ошиновки, применение эффективных алгоритмов управления на различных уровнях и ступенях производства, «сухой» анодной массы и газоочистных систем «сухого типа». Применение современного электротехнического оборудования и новейших автоматизированных систем с использованием средств вычислительной техники обеспечивает надежное и наглядное управление технологическим процессом, обширный контроль и позволяет удовлетворить самым высоким требованиям к промышленному производству с одновременной экономией затрат. Это направление реконструкции электролизных серий требует капитальных затрат в 2-3 раза меньше, чем при коренной реконструкции.

Задача автоматизации заключается в уменьшении влияния человеческого фактора в процессе регулирования и управления процессом электролиза. Применение АСУ ТП снижает себестоимость продукции за счет уменьшения отчислений в фонд зарплаты и снижения затрат на производство - расход сырья, электроэнергии и др. Другая сторона внедрения автоматики -

уменьшение времени работы персонала во вредных условиях производства, таких как воздействие паров фтора, высоких температур.

Важной частью автоматизированных систем управления является алгоритмическое обеспечение, которое в значительной степени определяет эффективность работы АСУ ТП в целом. Планирование и управление современным производством алюминия производится с учетом нескольких целей, которые, как правило, принадлежат различным функциональным группам (технологические, экологические, экономические и т.д.). Поэтому, разработка алгоритмов управления, учитывающих разносторонние требования к технологическому процессу электролиза алюминия, является важной и актуальной задачей.

Настоящая диссертационная работа посвящена решению задачи многоцелевой оптимизации процесса электролиза алюминия. Решение данной задачи достигается посредством снятия неопределенности в отношении целевой установки, определением оптимального режима работы объекта, выбором и реализацией управления с целью достижения оптимального режима.

Цель диссертационной работы

Разработка алгоритма управления, обеспечивающего локально-оптимальное управление отдельным электролизером по трем выбранным критериям оптимальности: количество выливаемого металла из электролизной ванны, напряжение питания электролизной ванны, частота анодных эффектов с учетом существующих ограничений на технологические параметры.

Основные задачи диссертационной работы

Достижение поставленной цели предполагает решение следующих задач:

структурной и параметрической идентификации математической модели объекта управления;

раскрытия системы предпочтений лица принимающего решения (ЛПР) на векторных оценках альтернатив;

нахождения оптимальной, в смысле обобщенного критерия, точки в пространстве параметров объекта;

формирование управляющего воздействия, обеспечивающего локально-оптимальное управление процессом производства алюминия.

Методы исследования

В диссертационной работе использовались методы теории управления, теории графов, теории принятия решений, теории полезности и линейной алгебры.

Научная новизна

Научная новизна работы заключается в следующем:

в использовании топологических методов при структурной идентификации математической модели процесса производства алюминия на отдельном электролизере;

в использовании апостериорной модели векторной оптимизации для процесса производства алюминия;

в использовании регуляризованных методов скалярной оптимизации;

в разработке алгоритма локально-оптимального управления отдельным электролизером.

Положения, выносимые на защиту

композиция методов и алгоритмов для решения задачи векторной оптимизации процесса производства алюминия;

целесообразность применения апостериорной модели скаляризации векторного критерия в задаче векторной оптимизации процесса производства алюминия;

представление функции полезности в виде аддитивной свертки в задаче векторной оптимизации процесса производства алюминия.

Практическая ценность

Разработанный алгоритм может быть использован в качестве алгоритмического обеспечения существующего аппаратного оборудования АСУ ТП. Структура алгоритма достаточна гибка, по отношению к классу используемых моделей описания технологического процесса, что позволяет использовать его на различных уровнях управления и планирования производства алюминия. Результаты исследований позволили разработать программное обеспечение системы управления отдельным электролизером.

Апробация работы

Основные результаты работы докладывались на второй международной научно-технической конференции "Измерение, контроль, автоматизация -2001" (г. Барнаул, 2001г.), на международной молодежной научно -технической конференции "Интеллектуальные системы управления и обработки информации" (г. Уфа, 2001г.), научно-технических конференциях Братского государственного технического университета (г. Братск, 2001г., 2002г., 2003г., 2004 г.).

Публикации

По теме диссертации опубликовано 8 работ, в том числе 4 статьи, 4 тезиса докладов.

Структура и объем диссертационной работы

Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы и приложения. Она изложена на 100 страницах основного текста, включая 10 рисунков и 2 таблицы. Библиография содержит 80 наименований.

Подобные работы
Семенова Елена Георгиевна
Методология алгоритмизации управления и моделирования процессов оптимизации конструкторско-технологических параметров бортовых комплексов
Лутков Сергей Алексеевич
Информационное обеспечение оптимизации процессов управления судном в условиях изменяющегося судового хода
Поляков Андрей Александрович
Оптимизация процесса горения в паровом котле при сжигании нескольких видов топлива с применением экстремального регулятора
Головской Алексей Львович
Оптимизация технологического процесса вакуумной цементации сталей для буровых долот
Копейкин Дмитрий Викторович
Моделирование и оптимизация технологического процесса отбелки целлюлозы для проектирования и совершенствования отбельных установок
Нырков Анатолий Павлович
Автоматизированное управление и оптимизация технологических процессов в транспортных узлах
Дианов Роман Сергеевич
Оптимизация технологического процесса разработки газоносного пласта с применением генетических алгоритмов и нейронных сетей
Петров Михаил Геннадьевич
Модели и методы оптимизации ресурсосберегающих процессов горно-обогатительных комбинатов
Бенгина Татьяна Алексеевна
Оптимизация технологического процесса газового азотирования
Кузнецов Виктор Георгиевич
Алгоритмизация и оптимизация технологического процесса ректификации нефти

© Научная электронная библиотека «Веда», 2003-2013.
info@lib.ua-ru.net