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:

Надиров Армаис Григорьевич. Автоматизация технологических процессов дробильно-сортировочного производства с управлением по крупности продукта дробления : Дис. ... д-ра техн. наук : 05.13.06 : Москва, 2003 313 c. РГБ ОД, 71:04-5/173-0

смотреть содержание
смотреть введение
Содержание к работе:

ВВЕДЕНИЕ 6

1. ИССЛЕДОВАНИЕ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО ДРОБИЛЬНО- СОРТИРОВОЧНОГО ПРОИЗВОДСТВА (АДСП) С ПОЗИЦИЙ ОБЩЕЙ ТЕОРИИ СИСТЕМ 12

1.1 Анализ АДСП как сложной системы и разработка требований 12

1.2. Разработка структурной схемы АДСП 18

1.3. Определение перечня задач, решаемых АДСП 23

1.4. Способы дробления в строительстве и технологические агрегаты дробления 30

1.5. Крупность продукта дробления как параметр управления процессом дробления 39

1.6. Формирование продукта дробления требуемой крупности... 43

1.7. Проблемы и пути создания эффективного АДСП и его прикладного программного обеспечения 52

Выводы 62

2. РАЗРАБОТКА МОДЕЛИ АДСП КАК СМО С ОЖИДАНИЕМ И МЕТОДА ОЦЕНКИ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПО ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ 64

2.1. Постановка задачи оценки эффективности АДСП 64

2.2. Математическая модель АДСП как СМО с ожиданием 70

2.3. Разработка адаптивного алгоритма оценки эффективности АДСП по производительности 77

2.4. Разработка метода выбора шага интегрирования системы дифференциальных уравнений состояния АДСП 89

2.4.1. Постановка задачи выбора шага 89

2.4.2. Последовательный анализ надежности программы и его использование для выбора шага 91

2.4.3. Разработка алгоритма выбора шага интегрирования на основе метода последовательного анализа...96

2.4.4. Разработка программы выбора шага нтегрирования методом последовательного анализа 103

2.5. Пример решения обратной задачи оценки эффективности АДСП по производительности численным методом 106

2.5.1.Функциональное тестирование программы на надежность 107

2.5.2. Оценка эффективности АДСП

по производительности 109

Выводы 116

3. РАЗРАБОТКА МАТЕМАТИЧЕСКИХ МОДЕЛЕЙ И МЕТОДОВ ОПТИМАЛЬНОГО УПРАВЛЕНИЯ АДСП .118

3.1. Математическая постановка задачи оптимального управления АДСП 118

3.2. Разработка методов одномерного оптимального управления процессом дробления 128

3.2.1. Оптимальное управление без погрешностей системы управления 128

3.2.2. Оптимальное управление с погрешностями системы управления 135

3.3. Разработка метода оптимального управления при переменной дисперсии крупности продукта дробления 138

3.3.1. Исследование сопряженных априорных семейств распределений 138

3.3.2. Выборка из сопряженных нормальных распределений с известной дисперсией 141

3.4. Разработка методов оптимального управления щековыми и конусными дробилками 146

3.4.1. Метод оптимального управления щековой дробилкой 147

3.4.2. Метод оптимального управления конусной дробилкой 151

3.5. Разработка метода двумерного управления крупностью продукта дробления и частотой вращения дробильного агрегата 154

3.5.1. Метод двумерного оптимального управления щековой дробилкой 157

3.5.2. Метод двумерного оптимального управления конусной дробилкой 159

Выводы 162

4. РАЗРАБОТКА АЛГОРИТМОВ СТАТИСТИЧЕСКОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ ОПТИМАЛЬНОГО УПРАВЛЕНИЯ И ОЦЕНКА ЕГО ЭФФЕКТИВНОСТИ 165

4.1. Постановка задачи статистического моделирования 165

4.2. Разработка алгоритма статистического моделирования процесса управления дроблением 168

4.2.1. Общие принципы построения алгоритма 168

4.2.2.Алгоритм статистического моделирования оптимального управления для щековой дробилки 172

4.2.3. Алгоритм статистического моделирования оптимального управления для конусной дробилки 178

4.2.4. Оценка временной сложности алгоритма статистического моделирования 183

4.2.5. Разработка программы статистического моделирования 184

4.3. Планирование экспериментальных исследований оптимального управления 184

4.3.1 .Общая схема планирования эксперимента 186

4.3.2. Область проведения эксперимента 188

4.3.3. Методы оценки качества статистической модели 190

4.4. Результаты моделирования оптимального управления щековых и конусных дробилок 191

4.4.1. Экспериментальные исследования законов управления щековых и конусных дробилок 192

4.4.2. Экспериментальные исследования среднего значения выборочного пространства и стоимости 198

Выводы 201

5. РАЗРАБОТКА МЕТОДА И АЛГОРИТМА ОПТИМАЛЬНОГО УПРАВЛЕНИЯ ЗАПАСАМИ АДСП 202

5.1. Постановка задачи оценки эффективности АДСП по прибыли 202

5.2. Разработка метода оптимального управления запасами дробленого продукта 206

5.3. Алгоритм статистического моделирования оптимального управления запасами 210

5.4. Оценка эффективности АДСП по прибыли 218

Выводы 223

ПРИЛОЖЕНИЯ 224

Приложение 1 224

Приложение 2 245

Приложение 3 267

Приложение 4 287

ЛИТЕРАТУРА.. ..297 

Введение к работе:

Актуальность проблемы. Современное дробильно-сортировочное производство каменных материалов в промышленности строительных материалов представляется сложным комплексом технологических операций. Сюда входят доставка исходного материала, его очистка и предварительная сортировка, дробление, нередко в несколько стадий, с отбором требуемых товарных фракций (сортировкой по стадиям дробления), складирование и транспортирование к месту использования. Технологические процессы дробления и сортировки относят к числу наиболее ответственных процессов в строительной технологии, но они имеют недостаточно высокую эффективность. Обусловлено это

- сложностью управления процессом дробления и сортировки вручную;

- невозможностью надежного и достоверного прогнозирования его хода из-за большого разброса значений крупности и механических свойств материалов;

- грубостью технологии обработки и несовершенством контроля ее результатов, приводящие к значительной засоренности продукта дробления зернами, которые по форме и размерам не отвечают требованиям к параметрам фракционного состава;

- отсутствием технического контроля над состоянием дробимого материала в ходе процесса дробления.

В современных условиях, с целью повышения эффективности процессов дробления и сортировки, возникает необходимость создания автоматизированного дробильно-сортировочного производства (АДСП), представляющего собой сложную многоуровневую систему.

Сложные автоматизированные системы включают большое количество разнородных элементов, объединенных с помощью разветвленных взаимно переплетающихся связей для достижения некоторой конечной цели. Организация процесса обработки информации, циркулирующей в подобных системах, выработка на их основе рациональных команд управления в интересах достижения поставленной цели, выбор наилучшего режима функционирования всех элементов и системы в целом осуществляется с помощью современных ЭВМ с развитым математическим обеспечением.

Цель и задачи работы. Основной целью настоящей работы является разработка новых математических методов, адаптивных управляющих алгоритмов и программ автоматизации технологических процессов автоматизированного дробильно-сортировочного производства (АДСП).

Для достижения поставленной цели в диссертации сформулированы и решены следующие задачи:

- проведен анализ АДСП, как сложной многоуровневой системы и определен ряд существенных специфических черт, отличающих его от традиционного производства;

- разработаны основные требования к такому производству, его структурная схема и введены понятия верхнего и нижнего уровня решаемых задач АДСП;

- определен перечень задач АДСП для верхнего уровня, функционирующего в режиме централизованного управления, и для нижнего уровня, обеспечивающего управление технологическим процессом дробления и сортировки.

- определена основная стохастическая характеристика продукта дробления — крупность, которая представляет собой некоторый средневзвешенный диаметр зерна дроблёного продукта и является нормально распределенной случайной величиной;

- разработан метод, адаптивный алгоритм и программа численной оценки эффективности по производительности АДСП как системы массового обслуживания с ожиданием;

- для решения задачи оценки эффективности АДСП по производительности разработана математическая модель АДСП как СМО с ожиданием, основу которой составляет система дифференциальных уравнений, описывающая вероятность состояния АДСП;

- разработан общий метод одномерного оптимального управления технологическим процессом дробления при стохастическом характере крупности исходного материала;

- на основе общего метода разработаны методы, алгоритмы и программы одномерного оптимального управления для щековых и конусных дробилок с учетом дискретного и непрерывного характера дробления, а также поставлена задача двумерного оптимального управления и представлен соответствующий метод.

- разработана математическая формализация процесса дробления, при которой на каждом этапе процесса дробления крупность, как случайная величина, представляет последовательную повторную статистическую выборку из сопряженных нормальных распределений;

- получено условие оптимальности при управлении запасом продукта дробления, обеспечивающее для АДСП получение прибыли;

- для оптимального процесса управления запасом продукта дробления, как марковского случайного процесса, разработан алгоритм оценки средней прибыли АДСП, при этом предполагается, что переход из состояние в состояние происходит под воздействием спроса, значение которого представляет собой случайную величину с равномерным законом распределения.

Методы исследований. В качестве общей методологической базы решения поставленных задач в диссертации явилось использование: современного математического аппарата теории многоуровневых иерархических систем;

- теории вероятностей и математической статистики;

теории математического программирования и систем автоматического управления;

- теории оптимальных статистических решений и марковских случайных процессов с дискретными состояниями и непрерывным временем;

- теории массового обслуживания;

- методов статистических испытаний и последовательного анализа статистических гипотез.

Научная новизна. На основе решенных в диссертации задач, перечень которых представлен выше, впервые:

1. Проведен анализ АД СП, как сложной многоуровневой системы; определен ряд существенных специфических черт, отличающих его от традиционного производства, разработаны основные требования к такому производству и его структурная схема. Введены понятия верхнего и нижнего уровня решаемых задач АДСП; определен перечень задач АДСП для верхнего уровня, функционирующего в режиме централизованного управления, и для нижнего уровня управления технологическим процессом дробления и сортировки.

2. Разработана математическая модель АДСП как СМО с ожиданием и адаптивный алгоритм численного интегрирования системы дифференциальных уравнений вероятностей его состояния, с выбором постоянного шага методом последовательного анализа надежности программы. Для верхнего уровня функционирования АДСП, разработан метод оценки эффективности АДСП по производительности.

3. На основе общего метода одномерного оптимального управления процессом дробления разработаны методы, алгоритмы и программы оптимального управления для щековых и конусных дробилок с учетом дискретного и непрерывного характера дробления.

4. Разработана математическая формализация процесса дробления, при которой на каждом этапе процесса дробления крупность представляет последовательную повторную статистическую выборку из сопряженных нормальных распределений.

5. Получено условие оптимальности в создании запаса продукта дробления, при котором всегда для АДСП обеспечивается условие получения прибыли.

6. Для оптимального процесса управления запасом продукта дробления, как марковского случайного процесса, разработан алгоритм оценки средней прибыли АДСП, при этом предполагается, что переход из состояние в состояние происходит под воздействием спроса, значение которого представляет собой случайную величину с равномерным законом распределения.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 23 научные работы.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти разделов, приложения и списка литературы. Основное содержание составляет 309 страниц текста, 23 иллюстрации и 11 таблиц. Список литературы включает 105 наименований.

Подобные работы
Новинский Евгений Владимирович
Автоматизация двухстадийного процесса дробления замкнутого цикла для непрерывного производства щебня с заданным соотношением фракций
Левыкин Михаил Павлович
Автоматизация и управление технологическими процессами многономенклатурного производства специализированной обуви
Крюков Игорь Иванович
Автоматизация и управление процессами проектирования и производства специальных кварцевых оптических волокон
Касьянов Юрий Васильевич
Автоматизация и управление технологическим процессом ректификации КССЖ в производстве спирта
Ибрагим Басим Халлилович
Автоматизация процессов вторичного дробления конусной дробилки по стоимостному критерию
Лобов Олег Павлович
Автоматизация процессов дробления-грохочения фракционированного щебня на дробильно-сортировочных установках
Кудрявцев Юрий Исаакович
Комплексная автоматизация процессов производства арматурных изделий в строительных технологиях
Ларкин Игорь Юрьевич
Автоматизация технологического процесса производства бетонных смесей в смесителях циклического действия
Поляков Владимир Михайлович
Система автоматизации технологического процесса производства керамического кирпича, обладающая свойством живучести
Кудрявцев Максим Алексеевич
Автоматизация технологического процесса производства полиэтилена на базе нейросетевой идентификации индекса расплава

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