Моделювання та автоматичне керування тепловим режимом скловарної печі ванного типу

Скорочена інформація про документ
dc.contributor.advisorЖученко, Анатолій Іванович
dc.contributor.authorСитніков, Олексій Володимирович
dc.date.accessioned2023-09-12T12:23:19Z
dc.date.available2023-09-12T12:23:19Z
dc.date.issued2023
dc.description.abstractСитніков О.В. Моделювання та автоматичне керування тепловим режимом скловарної печі ванного типу. – На правах рукопису. Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.13.07 – Автоматизація процесів керування. – Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського» МОН України, Київ, 2023. Дисертацію присвячено питанням підвищення ефективності роботи регенеративної скловарної печі ванного типу шляхом створення системи керування, яка забезпечить режим енергозбереження функціонування процесу при незмінних показниках якості виробництва. Розроблено математичний опис скловарної печі як об’єкту дослідження та включає в себе рівняння зовнішнього теплообміну для скломаси, кладки та газу, що отримується з рівнянь балансу для ефективного та результуючого випромінювання поверхні та середовища у вигляді рівнянь відповідних теплових потоків. Для кожної зі складових розроблено математичний опис, що враховує взаємодію між складовими в моделі об’єкту керування. Дослідження показали, що модель динаміки нагрівання скломаси відповідає відповідним критеріям адекватності та може бути використана для синтезу системи керування. Експериментальні дослідження температурних полів скломаси дозволили виявити реакцію температурного поля скломаси та кладки на дії збурення. Сформульована і розв’язана задача адаптивного керування процесом скловаріння загального регулятора, приведено порівняння результатів роботи розробленої системи з існуючою каскадною та експертною системою керування. Показано, що адаптивна система показала переваги над звичайною.uk
dc.description.abstractotherSitnikov O.V. Modeling and automatic control of the thermal regime of the bathtype glass furnace Qualification scientific work manuscript copyright. Dissertation for the degree of candidate of technical sciences in specialty 05.13.07 – Automation of control processes. – National Technical University of Ukraine "Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute", Kyiv, 2023. The dissertation is devoted to the issue of improving the efficiency of the bath-type regenerative glass furnace by creating a control system that will ensure the energy-saving mode of operation of the process with unchanged production quality indicators. The glassmaking process is quite energy-intensive. Fuel prices are rising according to market trends, so gas must be used as economically as possible without compromising the quality of the products. A mathematical model of the glass furnace was developed based on the structural and parametric scheme of the object. The mathematical description of the glass furnace as an object of research includes the equations of external heat exchange for glass mass, masonry and gas, a mathematical description of the heating process. External heat exchange means heat exchange between the object and its surroundings: heat exchange between the glass mass and its surrounding environment - masonry and gas space. For each of the components, a mathematical description has been developed that takes into account the interaction between the components in the control object model. Glass mass, masonry and gas space each have two contact surfaces between the components. The developed system of external heat exchange equations is obtained from the balance equations for the effective and resultant radiation of the surface and the environment in the form of the equations of the corresponding heat flows. Using the developed and researched system of equations for the heat flows of glass mass and masonry, a general mathematical model of the glass furnace was developed, which takes into account the connections between the constituent elements of the object. On the basis of the developed model, the obtained transfer function of the glass furnace is a complex structure that depends on the transfer functions of the glass mass, masonry and gas space along the channels of gas temperature - output temperature of glass mass and gas temperature - masonry temperature at characteristic points. This mathematical model can be used to analyze the temperature field of the glass furnace in different sections. The laying of the bottom of the furnace, as the one that is in contact with the last layer of glass mass, is considered separately; this feature is taken into account in the general model of the control object. Studies have shown that the model of the dynamics of heating the glass mass in the furnace meets the relevant adequacy criteria and can be used for the synthesis of the control system. Experimental studies of the temperature fields of glass mass, masonry, and gas space were carried out using simulation tools, for each of the zones of the furnace, the temperature distribution in a specific cross-section was constructed. The research made it possible to reveal the reaction of the temperature field of glass mass and masonry to the effects of disturbances. In the dissertation work, the task of developing a control system for the process of glass mass production was set, which should maintain stability in the operation of the control system and maintain the quality of the finished (output) product at a given level, by maintaining a given temperature regime within the limits set by the technological regulations and optimal fuel consumption. To solve the problem of control, a control criterion was developed and applied Ji(T*i(t),Ti(t),ui), which depends on the vector ui , which is considered as a control action (fuel consumption) on the furnace burners. The result of the calculation of the control criterion is the optimization of fuel consumption and leads to a change in the vector of control actions uі. A study of the control system of gas supply to furnace burners and control of torch reversal in a pair of opposite burners using a common regulator was carried out, using the method of system analysis. The development of the structure of the control system and the algorithm of adaptive software control took place using the UML programming language. The work compares the results of the developed system with the existing cascade control system of the thermal regime for each cross-section of the furnace, the advantages of the developed system are revealed, the existing control system does not provide an opportunity to reduce the heating zone wandering, which leads to excess and non-rational use of fuel. The developed control system implemented a number of functions to optimize fuel consumption, response to the action of disturbances acting on the control object. According to the temperature data in the zones of the glass furnace, in order to ensure the optimal use of gas, the adjustment parameters of the regulator are adapted depending on the temperature in the corresponding zone. To solve the problem set in the work, the general structure and software of the expert system for controlling the thermal regime of the glass furnace was developed, using fuzzy logic rule bases and an adaptive fuzzy controller. The main task presented to the adaptive fuzzy controller is the formation of new parameters for setting the general PID controller. In the dissertation, a study was conducted by comparing the results of the developed adaptive system, expert and general system for controlling the thermal regime of the glass furnace. From the obtained results, it can be seen that the adaptive system showed advantages over the conventional system and the expert system, which is reflected in the reduction of management costs (rational use of fuel costs for furnace burners)uk
dc.identifier.citationСитніков, О. В. Моделювання та автоматичне керування тепловим режимом скловарної печі ванного типу : автореф. дис. … канд. техн. наук : 05.13.07 – Автоматизація процесів керування / Ситніков Олексій Володимирович. – Київ, 2023. – 30 с.uk
dc.identifier.urihttps://ela.kpi.ua/handle/123456789/60258
dc.language.isoukuk
dc.publisherКПІ ім. Ігоря Сікорськогоuk
dc.publisher.placeКиївuk
dc.subjectскловарна пічuk
dc.subjectскломасаuk
dc.subjectматематичне моделюванняuk
dc.subjectсистема керуванняuk
dc.subjectадаптивне керуванняuk
dc.subjectнечітке керуванняuk
dc.subjectglass furnaceuk
dc.subjectglass massuk
dc.subjectmathematical modelinguk
dc.subjectcontrol systemuk
dc.subjectadaptive controluk
dc.subjectfuzzy controluk
dc.subject.udc681.51:666.11uk
dc.titleМоделювання та автоматичне керування тепловим режимом скловарної печі ванного типуuk
dc.typeThesisuk

Файли

Контейнер файлів
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз
Назва:
Sytnikov_aref.pdf
Розмір:
1.41 MB
Формат:
Adobe Portable Document Format
Опис:
Завантажити
Ліцензійна угода
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз недоступний
Назва:
license.txt
Розмір:
9.1 KB
Формат:
Item-specific license agreed upon to submission
Опис:
Завантажити

Зібрання

Автореферати (ТПЗА)
Автореферати (вільний доступ)