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:

Деревянов Максим Юрьевич. Оптимальное управление процессом вакуумной цементации деталей буровых долот : диссертация ... кандидата технических наук : 05.13.06 / Деревянов Максим Юрьевич; [Место защиты: Сам. гос. техн. ун-т].- Самара, 2007.- 212 с.: ил. РГБ ОД, 61 07-5/5119

смотреть введение
Введение к работе:

Работа посвящена разработке алгоритмов оптимального управления процессом вакуумной цементации

Актуальность проблемы. Одной из главных задач современной промышленности является интенсификация производства на базе научно-технического прогресса При этом максимальное использование таких резервов, как снижение материалоемкости, себестоимости, улучшение качества продукции, является актуальной задачей по повышению эффективности производства

Повышение эффективности производства и качества выпускаемой продукции в машиностроении неразрывно связано с полным использованием возможностей, заложенных в конструкционных материалах, из которых изготавливаются детали, и технологиях обработки этих материалов

Проблема повышения эксплуатационной надежности деталей является комплексной и предполагает привлечение современных методов химико-термической обработки Одним из наиболее востребованных видов химико-термической обработки является цементация Свойства цементованного слоя и определяемый им ресурс работы детали в большой степени зависят от профиля распределения углерода по толщине слоя Современные конкурентные отношения в промышленности и требования международного стандарта качества ИСО 9000 диктуют необходимость создания автоматизированного и легко перестраиваемого оборудования для цементации деталей с целью получения регулируемого, в соответствии с эксплуатационными требованиями, профиля распределения углерода по толщине цементованного слоя

Работами А Г Бутковского, А И Егорова, Ю В Егорова, Ж Л Лионса, К А Лурье, ТК Сиразетдинова, МД Климовицкого, ЮН Андреева, ЭЯ Рапопорта в области оптимального проектирования и управления объектами с распределенными параметрами вообще, и процессами тепло-массопереноса в частности, заложены основы подавляющего большинства теоретических исследований и практических разработок в этой области При этом, несмотря на эффективность полученных к настоящему времени решений задач оптимизации процессов тепломассопереноса и построенных на их основе систем управления, сохраняются существенные резервы дальнейшего повышения качества технологий промышленной теплофизики

Опыт эксплуатации вакуумных печей показал, что существуют определённые недостатки существующих технологических режимов, связанные с низким качеством цементации при невысокой максимальной производительности оборудования

Исследования по теме диссертации включены в программу фундаментальных исследований Президиума РАН «Управляемые процессы и мехатроника». Диссертация выполнена в рамках проекта №19-3-4 этой программы, а также в соответствии с планом научно-исследовательской работы Самарского государственного технического университета №565-03-1

Программы поддержки ведущих научных школ Федерального агентства по образованию РФ

Целью работы является разработка и внедрение технологических режимов вакуумной цементации, обеспечивающих улучшение свойств поверхностного слоя обрабатываемого изделия и рост производительности оборудования

Для достижения поставленной цели решены следующие задачи

выявлены основные технологические параметры процесса вакуумной цементации, определяющие качество цементованного слоя,

разработана проблемно-ориентированная математическая модель вакуумной цементации,

идентифицированы параметры разработанной проблемно-ориентированной математической модели по экспериментальным данным,

обоснованы, поставлены и решены задачи оптимального управления процессом вакуумной цементации в условиях технологических ограничений,

разработана инженерная методика решения поставленных оптимальных задач,

реализованы полученные алгоритмы в рамках соответствующей системы управления и проанализировано влияние параметров технологического процесса на оптимальные режимы вакуумной цементации.

Методы исследования. Для решения поставленных задач использованы методы теории оптимального управления системами с распределенными параметрами, методы идентификации и методы статистической обработки результатов эксперимента, аналитические методы решения задач математической физики, экспериментальные методы фольговых проб и определение механических свойств металлических деталей

Научная новизна В диссертационной работе получены следующие основные научные результаты

разработана проблемно-ориентированная на использование в оптимизационных процедурах математическая модель вакуумной цементации с переменными коэффициентами массопереноса, которая, в отличии от существующих моделей, позволяет учитывать характерные особенности оптимальных технологий вакуумной цементации,

поставлены и решены краевые задачи оптимального управления по критериям максимальной производительности печи и максимальной абсолютной точности распределения концентрации углерода по толщине цементованного слоя для нового объекта с распределёнными и переменными параметрами процесса вакуумной цементации деталей в атмосфере ацетилена,

разработана оригинальная инженерная методика определения параметров оптимального управления процессом вакуумной цементации,

учитывающая специфические особенности альтернансного метода для решения задач оптимального управления,

впервые разработан оптимальный режим вакуумной цементации, обеспечивающий в условиях технологических ограничений на допустимый углеродный потенциал в качестве управляющего воздействия и допустимый уровень карбидообразования по критериям максимальной абсолютной точности и по максимальной производительности оборудования в условиях гарантированного качества профиль распределения углерода,

предложена автоматизированная система оптимального управления (АСОУ), предназначенная для реализации разработанных оптимальных алгоритмов управления технологическими режимами вакуумной цементации,

проанализировано влияние параметров математической модели вакуумной цементации на оптимальное управление технологическим процессом, что придает универсальный характер разработанным алгоритмам

Практическая значимость полученных в диссертации результатов заключается

в разработанных алгоритмах вакуумной цементации, пригодных не только для долотных сталей, но и для сталей других марок,

в построенных инженерных номограммах для определения режимов цементации, оптимальных по быстродействию и по абсолютному отклонению полученного профиля углерода от требуемого с учётом технологических ограничений, обеспечивающих высокое качество цементации при максимальной производительности оборудования в различных технологических условиях,

в инженерной методике определения режимов оптимальных алгоритмов управления процессом вакуумной цементации, имеющей универсальный характер для решения задач оптимального управления объектами с распределенными параметрами альтернансным методом оптимизации Внедрение оптимальной технологии цементации шарошек буровых

долот на ОАО «Волгабурмаш» (г Самара) позволило при заданной погрешности науглероживания повысить производительность вакуумных печей на 13% Экономический эффект при этом составил 1,5 млн руб в год экономии на энергоресурсах и заработной плате рабочего персонала

Апробация результатов исследования. Основные положения диссертационной работы доложены, обсуждены и получили одобрение на международных, российских конференциях и конгрессах на Всероссийской научной конференции «Математическое моделирование и краевые задачи» (Самара, 2004), на международной научно-технической конференции «Информационные, измерительные и управляющие системы» (Самара, 2005), на Всероссийской с международным участием научно-технической конференции «Теплофизические и технологические аспекты управления качеством в машиностроении» (Тольятти, 2005), на 4-ой международной конференции «Материалы и покрытия в

экстремальных условиях исследования, применение, экологически чистые технологии производства и утилизации изделий» (г Жуковка, Украина, 2006), на 5-ой международной научно-технической конференции «Повышение качества, надежности и долговечности технических систем и технологических процессов» (г Шарм эль Шейх, Египет, 2006), на 8-ом международном конгрессе «Оборудование и технологии термической обработки металлов и сплавов» (г. Харьков, Украина, 2007)

Публикации. Материалы диссертационных исследований опубликованы в 11 научных изданиях (в том числе два в изданиях из перечня, рекомендованного ВАК [1,2])

Структура и объём работы. Диссертационная работа состоит из введения, пяти разделов, заключения, библиографического списка из 131 наименований, трех приложений Основной текст работы изложен на 155 страницах, диссертация содержит 68 рисунков, 19 таблиц, приложения на 13 страницах, библиографический список на 13 страницах

Положения, выносимые на защиту:

1. Проблемно-ориентированная на использование в оптимизационных процедурах математическая модель вакуумной цементации с распределёнными и переменными параметрами

  1. Постановка и решение задач оптимального управления процессом вакуумной цементации по критериям максимальной точности и максимальной производительности в условиях заданного качества и технологических ограничений

  2. Инженерная методика определения оптимального управления процессом вакуумной цементации.

  3. Результаты внедрения оптимального технологического режима вакуумной цементации в условиях технологических ограничений в широком диапазоне изменения производственных условий

Подобные работы
Савенков Алексей Николаевич
Управление процессами информационного обмена в сетях передачи данных АСУ машиностроительного предприятия
Борзов Андрей Николаевич
Моделирование и управление процессом гидроочистки дизельного топлива
Костин Сергей Викторович
Управление процессами информационного обмена в АСУ на примере горного предприятия
Елизаров Александр Михайлович
Моделирование, оптимальное проектирование и управление процессом нанесения гальванического хромового покрытия
Меликов Агаси Зарбали оглы
Ситуационное управление процессами обслуживания потребителей на распределительных нефтебазах
Новиков Алексей Федорович
Адаптивное управление процессом сборки продольно-прессовых соединений
Рудакова Ирина Викторовна
Оперативное управление процессом полимеризации этилена при высоком давлении
Антонов Олег Викторович
Оптимальное управление процессом каталитического риформинга с использованием гибридной математической модели
Фролов Алексей Иванович
Управление процессами информационного обмена в распределенной информационной среде предприятия
Зубов Дмитрий Владимирович
Математическая модель и оптимальное управление процессом бинарной ректификации

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