Анализ, оптимизация и управление процессом твердофазного дополиамидирования тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.13.01, кандидат наук Алексеев Евгений Алексеевич

• Алексеев Евгений Алексеевич
• кандидат наук
• 2020

Оглавление диссертации кандидат наук Алексеев Евгений Алексеевич

ВВЕДЕНИЕ

1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

1.1. Особенности управления химико-технологическими процессами

1.2. Производственный процесс получения полиамида-6 как сложная химико-технологическая система

1.2.1. Стадии производства

1.2.2. Химизм процесса полимеризации

1.2.3. Аппаратурно-технологическое оформление производственного процесса получения поликапроамида

1.2.4. Модифицированная схема получения полиамида-6

1.3. Анализ проблем автоматизации и управления промышленным процессом получения полиамида-6

1.4. Выводы по главе и постановка задач исследования

2. МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА ДОПОЛИАМИДИРОВАНИЯ

2.1. Физическая модель процесса твердофазного дополиамидирования. Обоснование структуры математической модели процесса

2.2. Методика проведения эксперимента по исследованию кинетики

2.3. Статистический анализ экспериментальных данных

2.4. Параметрическая идентификация модели

2.5. Создание компьютерной модели динамики

Выводы по главе

3. СИСТЕМНЫЙ АНАЛИЗ ПРОЦЕССА КАК ОБЪЕКТА УПРАВЛЕНИЯ

3.1. Редукция математической модели реактора

3.2. Режимно-технологическая оптимизация

3.3. Синтез формализованной динамической модели объекта

3.4 Возможные способы и подходы к синтезу систем управления

Выводы по главе

4. СИНТЕЗ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ

4.1. Структурно-параметрический синтез системы управления

4.1.1. Безынерционный алгоритм регулирования

4.1.2. Полиномиальный алгоритм регулирования

4.2. Анализ работоспособности синтезированных алгоритмов

Выводы по главе

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ПРИЛОЖЕНИЯ

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Анализ, оптимизация и управление процессом твердофазного дополиамидирования»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность. Полиамид-6 (ПА-6) благодаря своим свойствам находит широкое применение в различных отраслях промышленности: пищевой, станкостроительной, химической (целлюлозно-бумажной, нефтехимической), судостроительной, металлургической, текстильной, а также в медицине. В основном его используют в виде полимерных волокон.

Традиционно полиамид-6 получают путём полимеризации капролактама в расплаве при температурах 250^270 °С. Недостатками этого подхода являются низкая энерго- и ресурсоэффективность и повышенное содержание низкомолекулярных соединений в полимере.

Проблема повышения ресурсо- и энергоэффективности производственного процесса получения ПА-6 ставилась и решалась многими исследователями. Учёными ИГХТУ (Л.Н. Мизеровским, Ю.М. Базаровым [14-16, 59], А.А. Липиным [20], А.К. Кузнецовым [63]) усовершенствовано аппаратурно-технологическое оформление производственного процесса: в технологическую схему введены стадии дополиамидирования в твёрдой фазе и совмещённого процесса сушки и удаления остаточного мономера в потоке инертного газа вместо стадии экстракции и регенерации лактамных вод. Предложено конструктивное оформление реактора-дополимеризатора, но не до конца решена задача оптимизации процесса.

Эффективное функционирование реактора на стадии эксплуатации в существенной степени определяется эффективностью соответствующей системы управления объектом. Трудности и проблемы создания такой системы определяются сложностью объекта управления его многомерностью, отсутствием полной информации о модели процесса.

Сказанное определяет актуальность и необходимость проведения исследований по системному анализу комплекса «реактор-дополимеризатор - подсистема управления». Это делает тему работы актуальной.

Диссертационная работа выполнялась в рамках приоритетного направления научных исследований ИГХТУ на период 2018-2022 гг. «Компьютерное моделирование и информационная поддержка технологических процессов и систем» по теме «Теоретические основы анализа, оптимизации и управления ресурсосберегающими многопродуктовыми реакторными системами», раздел «Разработка прикладной теории синтеза систем управления химическими реакторами».

Степень разработанности темы. В настоящее время проводится достаточно много исследований по тематике системного анализа сложных гетерофазных процессов и разработке алгоритмов управления ими. Основоположником системного анализа процессов химической технологии в нашей стране является академик В.В. Кафаров. Существенный вклад в решение проблем оптимального синтеза и анализа химико-технологических процессов внесли отечественные учёные: академик РАН В.П. Мешалкин, профессора Г.М. Островский, И.Н. Дорохов, Л.С. Гордеев, С.И. Дворецкий, Н.В. Меньшутина, Э.М. Кольцова, В.А. Холоднов, А.Н. Лабутин, Т.Б. Чистякова и др. Проблемы автоматизации и управления химико-технологическими процессами рассматривались в работах. А.Э. Софиева, В.С. Балакирева, Е.Г. Дудникова и др. В области синтеза систем управления методами модального управления необходимо отметить работы Н.Т. Кузовкова, С.В. Тарарыкина, В.В. Тютикова, А.Р. Гайдука.

Однако в настоящее время в литературе недостаточно работ, посвящённых математическому моделированию стадии твердофазного дополиамидирования и анализу реактора-дополимеризатора как объекта управления. Вопросы синтеза и реализации алгоритмов управления данным технологическим процессом практически не рассматривались.

Таким образом, задача разработки полной математической модели процесса твердофазного дополиамидирования, технологической оптимизации и синтеза алгоритмов управления реактором является актуальной.

Объект исследования: комплекс «реактор твердофазного дополиамидирования - подсистема управления».

Предмет исследования: системный анализ двухфазного процесса дополиамидирования как объекта управления и структурно-параметрический синтез алгоритмов управления объектом.

Цель работы: анализ и синтез работоспособного комплекса «реактор твердофазного дополиамидирования - управляющая подсистема», удовлетворяющего заданным показателям качества и эффективности.

Для достижения поставленной цели исследования, необходимо решить следующие задачи:

1) с использованием методологии системного анализа разработать полную математическую модель двухфазного реактора-дополимеризатора, отражающую явления на микроуровне (кинетика химических превращений), на уровне одиночной твёрдой частицы, взаимодействующей с паро-газовой фазой, на уровне элементарного объёма и на уровне аппарата в целом;

2) сформулировать и решить задачу технологической оптимизации реактора;

3) провести редукцию полной математической модели технологического процесса и получить формализованную модель динамики объекта по различным динамическим каналам;

4) синтезировать алгоритмы управления многомерным объектом, позволяющие управлять не только температурным режимом, но и регулировать степень превращения мономера при действии возмущений;

5) методами вычислительного эксперимента провести исследование работоспособности и эффективности функционирования комплекса «реактор-дополимеризатор - подсистема управления» в условиях действия возмущений;

6) разработать программно-алгоритмические средства для исследования и имитационного моделирования комплекса «реактор - управляющая подсистема».

Методология и методы исследования:

В работе использовалась методология системного анализа (декомпозиция, анализ, синтез), методы математического моделирования, вычислительного эксперимента и теории управления. Научная новизна:

С использованием методологии системного анализа сложных физико-химических систем как объектов управления:

1) разработана полная математическая модель двухфазного реактора-дополимеризатора, отражающая явления на микроуровне, на уровне одиночной твёрдой частицы, взаимодействующей с паро-газовой фазой, на уровне элементарного объёма и на уровне аппарата в целом;

2) уточнены параметры кинетической модели твёрдофазного дополиамидирования для условий «глубокого» превращения мономера при температуре -180 °С;

3) определена и предложена формализованная модель динамики реактора в форме передаточных функций по различным динамическим каналам для решения задач синтеза алгоритмов управления;

4) впервые проведены исследования в области управления процессом твердофазного дополиамидирования - предложена структура и проведён параметрический синтез алгоритмов управления температурой твёрдых частиц и концентрацией мономера с целью их стабилизации на оптимальном уровне в условиях действия возмущений.

Практическая значимость:

1) Разработаны программные средства решения задач системного анализа реактора-дополимеризатора и системы управления процессом, а именно:

- программное средство для решения задачи технологической оптимизации (свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2019663488);

- программа решения задачи параметрической идентификации модели кинетики при заданной температуре;

- программное средство для реализации вычислительного эксперимента при имитационном моделировании комплекса «реактор - управляющая подсистема».

2) Предложена методика и определены оптимальные значения нагрузки на аппарат по твёрдой фазе и расхода теплоносителя при заданных конструктивных параметрах реактора, обеспечивающие максимальную степень превращения капролактама и заданное значение температуры твёрдых гранул.

3) Сформулированы рекомендации по структуре алгоритмов управления температурой твёрдых частиц и концентрации капролактама при решении задачи стабилизации данных параметров в условиях действия возмущений.

4) Результаты исследований рекомендуются к использованию в учебном процессе при подготовке магистров по направлению «Управление в технических системах».

Обоснование соответствия диссертации паспорту научной специальности 05.13.01. Объект и предмет исследования диссертационной работы, основные научно-практические результаты исследований соответствуют:

а) формуле специальности в части «. специальность, занимающаяся проблемами разработки и применения методов системного анализа сложных прикладных объектов исследования., включая вопросы анализа, моделирования и оптимизации, совершенствования управления., с целью повышения эффективности функционирования объектов исследования»;

б) области исследований:

п.2 «Формализация и постановка задач системного анализа, оптимизации, управления.»

п.4 «Разработка методов и алгоритмов решения задач системного анализа, оптимизации, управления.»

п.5 «Разработка специального.алгоритмического обеспечения систем. управления».

Основные положения, выносимые на защиту:

1) Математическая модель процесса твердофазного дополиамидирования, протекающего в реакторе непрерывного типа, учитывающая кинетику химических реакций, процессы массо- и теплообмена между твёрдой и газовой фазами.

2) Результаты параметрической идентификации математической модели кинетики процесса твердофазного дополиамидирования.

3) Результаты определения режимно-технологических параметров проведения процесса дополиамидирования, обеспечивающих максимальную производительность аппарата.

4) Результаты оценки общесистемных и структурных свойств реактора-дополимеризатора.

5) Структуры и алгоритмы работы предложенных систем управления аппаратом.

Обоснованность научных положений и достоверность результатов

обеспечивается использованием фундаментальных законов переноса субстанций при разработке математической модели двухфазной физико-химической системы, методов современной теории управления и подтверждается удовлетворительным соответствием расчетных и экспериментальных данных, непротиворечием результатов вычислительного эксперимента теоретическим положениям.

Личный вклад автора. Анализ литературной информации, теоретические и экспериментальные исследования, результаты работы получены Алексеевым Е.А. лично под руководством д.т.н., проф. Лабутина А.Н.

Апробация работы. Основные положения и результаты диссертационной работы были представлены и обсуждены на следующих международных конференциях: Международная научная конференция «Математические методы в технике и технологиях» (ММТТ-27, Иваново, 2014; ММТТ-28, Ярославль, 2015; ММТТ-29, Санкт-Петербург, 2016;

ММТТ-32, Санкт-Петербург, 2019), XI Международный научно-технический симпозиум «Теоретические и экспериментальные основы создания энерго- и ресурсосберегающих процессов и оборудования» (ЭРПО-2014) посвященный 85-летию академика РАН А.М. Кутепова (Иваново, 2014), XIII Международная научно-техническая конференция «Энерго- и ресурсосберегающие технологии и оборудование» (Иваново, 2018), VIII Международная научная конференция «Кинетика и механизм кристаллизации. Кристаллизация как форма самоорганизации вещества» (Иваново, 2014), Кластер конференций-2018 (Суздаль, 2018), Всероссийский молодёжный конкурс «ЛЕГПРОМНАУКА» (Иваново, 2018, 2019).

Публикации: По теме диссертации опубликована 21 работа, в том числе 3 статьи в изданиях, рекомендованных ВАК, и одна статья в зарубежном журнале Technical Transactions. Mechanics, а также получено свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ.

Структура и объём работы: Диссертация состоит из введения, 4 глав, заключения, списка использованной литературы и приложения. Работа изложена на 160 страницах машинописного текста, содержит 14 таблиц и 50 рисунков. Список литературы включает 122 наименования.

1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР 1.1. Особенности управления химико-технологическими процессами

Вопросам управления в химической технологии уделяется особое внимание. Главной целью управления технологическими процессами в химической промышленности зачастую является стабилизация показателей состава и качества готового продукта и перерабатываемого сырья [1-3]. Одной из проблем, которая возникает при управлении такими показателями, заключается в том, что не всегда представляется возможным проводить непрерывный контроль текущих значений параметров в автоматическом режиме. Нередко для определения концентрационного состава полупродукта или готового продукта проводится отбор проб и последующий лабораторный анализ. При этом всегда имеются задержки между временем отбора образца и завершением лабораторного испытания [4-5]. Необходимо также отметить, что все полученные оценки параметров содержат ошибки измерения. Сочетание этих факторов приводит к снижению качества управленческой информации и отрицательно сказывается на оперативности и точности управления. При построении систем управления эта проблема частично может быть решена путём построения наблюдателей состояния.

Для химико-технологических процессов, которые осуществляются в крупнотоннажных химических и нефтехимических производствах, характерным признаком является запаздывание [1]. Время запаздывания может варьироваться в широком диапазоне - от нескольких минут до десятков часов. Построение систем управления для таких объектов без учёта влияния этого параметра является неэффективным и потенциально опасным вследствие возможности возникновения аварийной ситуации из-за принятия неверного управленческого решения.

Можно выделить следующие особенности химико-технологических процессов (ХТП), которые являются ключевыми в вопросах управления объектами химической технологии [1]:

• сложность и высокая скорость протекания ХТП;

• значительное количество технологических параметров, подлежащих контролю и управлению - многомерность;

• агрессивность, токсичность, а также взрыво- и пожароопасность перерабатываемых компонентов;

• особые условия протекания технологического процесса (высокие/низкие температуры, высокие (сверхвысокие) давления или глубокий вакуум);

• отсутствие возможности проведения непрерывного оценивания параметров процесса;

• высокая чувствительность ряда параметров ХТП к нарушению технологического режима;

• взаимосвязанность и нелинейность математических моделей, описывающих ХТП;

• наличие времени запаздывания и т.д.

К основным функциям, выполняемым любой системой управления, могут быть отнесены анализ результатов измерения и принятие управленческого решения по характеру изменения материальных и энергетических потоков. В настоящее время программно-технический комплекс, включающий в себя программируемые логические контроллеры и SCADA-системы, позволяет создавать эффективные многоуровневые системы автоматизации, обеспечивающие безопасное ведение технологического процесса и повышающее качество управления процессом

[1-3].

К технологическим объектам, которые располагают перечисленными особенностями, относится стадия твёрдофазного дополиамидирования в производстве полиамида-6, находящего широкое применение в различных отраслях промышленности.

1.2. Производственный процесс получения полиамида-6 как сложная химико-

технологическая система

Любое химическое производство может быть представлено последовательностью трёх ключевых стадий: подготовки сырья, химического превращения и выделения готового продукта [6]. Для химико-технологических систем (ХТС) можно выделить ряд характерных признаков

[7]:

- наличие общей цели функционирования;

- большие размеры системы - значительное количество элементов, составляющих систему, а также число связей между ними;

- взаимосвязи и взаимодействие химико-технологических процессов, входящих в систему посредством материальных и энергетических потоков;

- значительное количество характеризующих работу системы параметров;

- сложность поведения системы, когда изменение режима работы одного из аппаратов оказывает влияние на работу производства в целом;

- высокая степень автоматизации управления;

- необходимость организации потоков информации между элементами ХТС и устройствами управления.

Наличие перечисленных признаков делает возможным рассматривать химическое производство как сложную систему.

1.2.1. Стадии производства

В производстве полиамида-6 как правило выделяются 6 основных стадий [8-10], показанных на рисунке 1.1.

Рисунок 1.1. Стадийная схема производства полиамида-6

Первая стадия это плавление капролактама. При этом предварительно проводят его очистку от содержащихся в нём механических примесей и дробление крупных слежавшихся кусков.

Второй стадией является предполимеризация. Цель этой стадии заключается во введении в расплавленный капролактам добавок (регулятора, активатора и т.д.), необходимых для проведения процесса полимеризации.

Третья стадия - это полимеризация капролактама. На этой стадии в полимеризаторе в твёрдой и газовой фазах протекают сложные химические реакции, приводящие к образованию не только полимера, но и низкомолекулярных водорастворимых соединений. Для поддержания необходимой температуры полимеризации в рубашку аппарата подаётся высокотемпературный органический теплоноситель.

Четвёртая стадия - получение гранулята полиамида-6. Расплавленный полимер в виде ленты, поступающий из аппарата непрерывной полимеризации, проходя через ванну охлаждения, направляется в резательный станок. На выходе из станка гранулы полиамида-6 собираются в специальный бункер.

Пятая стадия - это экстракция. На этой стадии происходит удаление низкомолекулярных водорастворимых соединений из полимера. Гранулят в течение нескольких часов при повышенной температуре непрерывно промывается горячей водой, которая несколько раз полностью обновляется.

Шестая стадия - это сушка. На выходе из экстрактора полимер направляется в сушилку, где происходит максимально возможное удаление влаги из гранул. Затем высушенный гранулят охлаждают и в среде азота направляют в бункеры прядильных машин.

Главные физико-химические свойства полиамида-6 закладываются на стадии полимеризации капролактама. Содержание в готовом полимере низкомолекулярных соединений, влияющих на качество волокон, напрямую зависит от температуры расплава, находящегося в аппарате непрерывной полимеризации.

В литературе представлены различные варианты аппаратурного оформления процесса синтеза полиамида-6 [8-10].

1.2.2. Химизм процесса полимеризации

Поликапроамид (полиамид-6) получают из капролактама (КЛ) путём проведения ряда реакций, протекающих по механизму полимеризации и поликонденсации, приводящих к образованию полиамида (полиамидирование) [8-9]. Этот процесс может происходить только при высоких температурах и в присутствии активаторов. Разрывающаяся при раскрытии кольца капролактама связь -СО-ЫН- при высоких температурах заменяется такой же связью между мономерными остатками с образованием полимера. В отсутствии воды активирующее действие кислот и оснований на процесс полиамидирования капролактама сравнительно невелико. В качестве активаторов в производстве применяются [8-9]:

- вода;

- аминокапроновая кислота ЫН2(СН2)5СООН;

- соль адипиновой кислоты и гексаметилендиамина (соль АГ) НООС(СН2)4СООН • ЫН2(СН2)6ЫН2;

- щелочные металлы.

Существующие методы полимеризации капролактама могут быть классифицированы следующим образом [9]:

1. Гидролитическая полимеризация (реакция в присутствии воды).

2. Катионная полимеризация (реакция в присутствии безводных минеральных кислот, аминов, гидрохлоридов аминов, солей кислого характера).

3. Анионная полимеризация (реакция в присутствии щелочных металлов, их гидратов окисей, солей), протекающая в отсутствии воды.

Полиамид-6, из которого формуются волокна, синтезируется только по методу гидролитической полимеризации [9].

Гидролитическое полиамидирование капролактама Активирующее действие воды при высокой температуре можно схематически представить следующим образом. В начальной стадии реакции в результате взаимодействия мономера с водой в цикле разрывается связь С — N и образуется аминокапроновая кислота [8-9]:

Н^С

/ \

сн2—сн2 — со \

I + нон ^ ноос — (сн2)5 —ын2 \

СН2 — СН2—ИН

£ — капролактам

£ — аминокапроновая кислота

Эта кислота реагирует с молекулой капролактама с образованием димера:

НпС

или

/ \

СН? — СНп —

СО

\

\ \

ын

он

+

\ //

С — (СН2)5МН2 ^

СН2 — СН2 — ын О

^ НООС — (СН2)5 — ЫНСО — (СН2)5 — ын2

НпС

/ \

сн2 — сн2 — со

СНп

СНп

\ +

ын

н

\ /

н

N — (СН2)5СООН ^

^ Н2Ы(СН2)6 — СОЫН(СН2)5СООН

Характер связей в образующихся линейных молекулах остаётся таким же, как в исходном циклическом соединении [8].

Так начинается зарождение цепей полимера, рост которых продолжается путём полимеризации - присоединения капролактама к

функциональным концевым группам -ЫН2 и -СООН. С увеличением общего числа функциональных групп, активирующих разрушение циклов, скорость суммарной реакции возрастает, а затем начинает уменьшаться по мере приближения к равновесному состоянию.

Одновременно может протекать поликонденсация путём реакции амидирования с регенерацией воды [8-9]:

- - ЫН(СН2)5СООН + Н2Ы(СН2)5СО - - ~

~ Н20 + - - ЫН(СН2)5СО - ЫН(СН2)5СО - -

В то же время под действием воды происходит гидролиз амидных связей в полимере, в результате уменьшается длина молекул поликапроамида и образуются новые аминогруппы и карбоксильные группы:

Н - • -ОН

• ~ -ЫН2 + -СООН

-ын • -со

Процесс уменьшения длины молекул поликапроамида называется деполиамидированием [8-9].

Таким образом, при образовании полиамида-6 в присутствии воды устанавливаются два независимых равновесия. Первым достигается равновесие превращения цикла в звено линейного полимера, определяющее выход полимера:

СН2 - СН2 - СО

/ I

Н2С I ^ -ЫН(СН2)5СО -

\ I

СН2 - СН2 - ЫН

С повышением температуры равновесие сдвигается влево и выход полимера уменьшается. Количество активатора, участвующего в процессе полиамидирования капролактама, практически не влияет на равновесный выход полимера.

Несколько медленнее устанавливается равновесие гидролиза амидной связи (амидное равновесие), определяющее среднюю молекулярную массу полимера:

-СОЫН + Н,0 ^ -ЫН7 + -СООН

Среднее число мономерных звеньев в цепи поликапроамида является результатом амидного равновесия и зависит от количества активатора, оставшегося при завершении полиамидирования: чем меньше остаётся активатора, тем больше средняя степень полимеризации.

1.2.3. Аппаратурно-технологическое оформление производственного процесса получения поликапроамида

Полимеризацию е-капролактама в присутствии воды осуществляют в аппаратах периодического и непрерывного действия [9]. Расплавленный е-капролактам смешивают с добавками активаторов и стабилизаторов и подают в аппарат полимеризации. Полимеризацию в присутствии воды ведут как под повышенным, так и под атмосферным давлением. При рассмотрении кинетики процесса полимеризации е-капролактама в литературе отмечалось [8-10], что полученный полимер содержит некоторое количество мономера и низкомолекулярных соединений (НМС), которые необходимо удалить. В различных технологических схемах этот вопрос решается различными способами: мономер и низкомолекулярные соединения удаляют либо из гранулята твёрдого полимера путём экстракции водой или другими растворителями, либо из расплава путём вакуумирования.

Схемы непрерывного процесса полимеризации е-капролактама На рисунке 1.2 представлена технологическая схема непрерывного процесса полимеризации е-капролактама при атмосферном давлении [9]. При осуществлении процесса по этой схеме, являющейся классической, предусмотрена эвакуация НМС из гранулята. Распыленный в расплавителе 1 е-капролактам периодически подаётся в бак-мешалку 2, где он смешивается с активатором и стабилизатором. Тщательно перемешанный расплав поступает затем в бак 3, откуда непрерывно подаётся в аппарат полимеризации 6 через фильтры 4 и дозирующее устройство 5. Для обогрева используют горячую воду с температурой 95-100 °С, подаваемую в нагревательные рубашки. Дозирующее устройство 5 позволяет в случае получения окрашенного или матированного полимера производить автоматическую подачу раствора красителя или суспензии матирующего агента - двуокиси титана. Температура е-капролактама на входе в аппарат полимеризации составляет 80-90 °С. Расплавленный е-капролактам поступает в верхнюю часть аппарата полимеризации (в подогреватели), где нагревается до 250-260 °С. Обогревается полимеризатор высокотемпературным органическим теплоносителем, подаваемым в обогревательные рубашки со встроенными электронагревательными пакетами. После прохождения подогревателей реакционная масса полимеризуется в течение 14-18 часов. За это время расплав из нижней части левой половины полимеризатора по кольцевому зазору между стенкой корпуса правой половины аппарата и внутренней переливной трубой поднимается в верхнюю часть правой половины аппарата, где происходит дегазация расплава. Остаточное содержание воды в расплаве составляет около 0,1%. Обезвоженный расплав по переливной трубе поступает в нижнюю часть аппарата и оттуда в литьевое устройство 7. За время пребывания расплава в переливной трубе продукт гомогенизируется. Шестерёнчатые насосы, вмонтированные в литьевое устройство, дозируют и продавливают полимеризат через отверстия фильеры; при этом образуется жилка. Литьевое устройство обогревается органическим теплоносителем,

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Алексеев Евгений Алексеевич, 2020 год

- 256 с.

66. Лабутин, A.R Aнализ и оптимальный синтез многопродуктовых реакторных систем: дис. ... докт. техн. наук: 05.17.08 / Лабутин Aлександр Николаевич. - И., 1999. - 402 с.

67. Aхназарова, С.Л. Методы оптимизации эксперимента в химической технологии: Учеб. пособие для хим.-технол. спец. вузов. / С.Л. Aхназарова, В.В. Кафаров. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Высш. шк., 1985 - 327 с.

68. Леман, Э. Проверка статистических гипотез / Э. Леман; пер. с анг. Ю.В. Прохорова. - М.: Наука. Главная редакция физико-математической литературы, 1979. - 408 с.

69. Сидняев, Н.И. Теория планирования эксперимента и анализ статистических данных: учеб. пособие для магистров / Н.И. Сидняев. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Изд-во Юрайт, 2015. - 495 с.

70. Горский, В.Г. Планирование кинетических экспериментов / В.Г. Горский.

- М.: Наука, 1984. - 241 с.

71. Писаренко, Е.В. Метод оценки констант нелинейных кинетических моделей многостадийных химических реакций / Е.В. Писаренко // Программные продукты и системы. - 2011. - № 4. - С. 163-16S.

72. B.V. Wojciechowski. Experimental methods in kinetics studies / B.V. Wojciechowski and N.M. Rice. - Elsevier Science, 2003. - 322 pp.

73. L. Ljung. System Identification: Theory for the User / L. Ljung. - 2-nd. ed. -Upper Saddle River, NJ: Prientice Hall, 1999. - б72 pp.

74. Arun K. Tangirala. Principles of System Identification: Theory and Practice / Arun K. Tangirala. - CRC Press, 2015. - 908 pp.

75. Johan Schoukens. Mastering System Identification in 100 Exercises / Johan Schoukens, Rik Pintelon, Yves Rolain. - 1st Edition. - Wiley-IEEE Press, 2012. -282 pp.

76. Кобзарь, А.И. Прикладная математическая статистика / А.И. Кобзарь. -М.: ФИЗМАТЛИТ, 2006. - 816 с.

77. Математическая статистика: Учеб. для вузов / В.Б. Горяинов, И.В. Павлов, Г.М. Цветкова и др.; Под ред. В.С. Зарубина, А.П. Крищенко. - М.: Изд-во МГТУ им. Баумана, 2001. - 404 с.

78. Алексеев, Е.А. Моделирование процесса получения полиамида-6 / Е.А. Алексеев, Б.А. Головушкин, А.Н. Лабутин, Е.В. Ерофеева // Изв. вузов. Химия и хим. технология. - 2015. - Т.58. - Вып. 1. - С. 65-68.

79. Алексеев, Е.А. Имитационное моделирование стадии синтеза поликапроамида для управления процессом его промышленного получения / Е.А. Алексеев, Б.А. Головушкин, А.Н. Лабутин, Е.В. Ерофеева // Изв. вузов. Экономика, финансы и управление производством. - 2014. - Т.22. - Вып. 4. -С. 108-112.

80. Алексеев, Е.А. Имитационное моделирование стадии процесса получения поликапроамида / Е.А. Алексеев, Б.А. Головушкин, А.Н. Лабутин, Е.В. Ерофеева // Сборник трудов XI-го Международного научно-технического симпозиума «Теоретические и экспериментальные основы создания энерго- и ресурсосберегающих процессов и оборудования» (ЭРП0-2014) посвященного 85-летию академика РАН А.М. Кутепова. - Иваново: ФГБОУ ВПО Иван. гос. хим.-технол. ун.-т., 2014. - С. 415-420.

81. Ramin S. Esfandiari. Modeling and Analysis of Dynamic Systems / Ramin S. Esfandiari, Bei Lu. - 2nd edition. - CRC Press, 2014. - 566 pp.

82. Shailendra Jain. Modeling and Simulation Using MATLAB-Simulink / Shailendra Jain. - 2nd Edition. - Wiley-India, 2014. - 720 pp.

83. Agam Kumar Tyagi. MATLAB and SIMULINK for Engineers / Agam Kumar Tyagi. - Oxford University Press, 2012. - 492 pp.

84. Кудинов, Ю.И. Теория автоматического управления (с использованием MATLAB - SIMULINK) / Ю.И. Кудинов, Ф.Ф. Пащенко. - СПб.: Изд-во Лань, 2016. - 256 с.

85. Дворецкий, Д.С. Новые подходы к интегрированному синтезу гибких автоматизированных химико-технологических систем / Д.С. Дворецкий, С.И. Дворецкий, С.В. Мищенко, Г.М. Островский // Теорет. основы хим. технологии. - 2010. - Т. 44, № 1. - С. 69-77.

86. Лабутин, А.Н. Аналитический синтез системы управления химическим реактором / А.Н. Лабутин, В.Ю. Невиницын // Теорет. основы хим. технологии. - 2014. - Т. 48, № 3. - С. 318-322.

87. D. Braun. Polymer synthesis: theory and practice. Fundamentals, methods and experiments / D. Braun, H. Cherdron, M. Rehahn, H. Ritter, B. Voit. - 5th edition. - Springer-Verlag Berlin Heidelberg, 2013. - 404 pp.

88. Akay M. Introduction to polymer science and technology / M. Akay. - Ventus Publishing Aps, 2012. - 269 pp.

89. ГОСТ 30351 - 2001 Полиамиды, волокна, ткани, пленки полиамидные. Определение массовой доли остаточных капролактама и низкомолекулярных соединений и их концентрации миграции в воду. Методы жидкостной и газожидкостной хроматографии. - М.: ИПК Издательство стандартов, 2002. -15 с.

90. Автоматическое управление в химической промышленности: Учебник для вузов / Под ред. Е.Г. Дудникова. - М.: Химия, 1987. - 368 с.

91. Ротач, В.Я. Теория автоматического управления: учебник для студентов вузов / В.Я. Ротач. - 5-е изд., перераб. и доп. - М.: Издательский дом МЭИ, 2008. - 396 с.

92. Гудвин, Г.К. Проектирование систем управления / Г.К. Гудвин, С.Ф. Гребе, М.Э. Сальгадо. - М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2004. - 911 с.

93. Савин, М.М. Теория автоматического управления: Учеб. пособие. / М.М. Савин - Ростов н/Д: Феникс, 2007. - 469 с.

94. Гальперин, М.В. Автоматическое управление: Учебник. / М.В, Гальперин - М.: ФОРУМ: ИНФРА-М, 2004. - 224 с.

95. Holly Moore. MATLAB for Engineers / Holly Moore - 4th Edition. - Pearson, 2015. - 672 pp.

96. Delores M. Etter. Introduction to MATLAB / Delores M. Etter - 3rd Edition. -Pearson, 2015. - 256 pp.

97. S. Swapna Kumar. MATLAB: Easy Way of Learning / S. Swapna Kumar, S V B Lenina. - PHI Learning Pvt. Ltd., 2016. - 452 pp.

98. Stephen J. Chapman. MATLAB Programming for Engineers / Stephen J. Chapman. - 5th Edition. - Cengage Learning, 2016. - 682 pp.

99. David Smith. Engineering Computation with MATLAB / David Smith. - 3rd Edition. - Pearson, 2013. - 464 pp.

100. Lennart Ljung. Version 8 of the MATLAB system identification toolbox / Lennart Ljung, Rajiv Singh // IFAC Proceedings Volumes. - 2012. - Vol. 45, Iss. 16. - pp. 1826-1831.

101. Lennart Ljung. Regularization features in the system identification toolbox / Lennart Ljung, Rajiv Singh, Tianshi Chen // IFAC-PapersOnLine. - 2015. - Vol. 48, Iss. 28. - pp. 745-750.

102. Dingyu Xue. Modeling, Analysis and Design of Control Systems in MATLAB and Simulink / Dingyu Xue, YangQuan Chen. - World Scientific Publishing Company, 2014. - 580 pp.

103. Adrian Wills. A MATLAB software environment for system identification / Adrian Wills, Adam Mills, Brett Ninness // IFAC Proceedings Volumes. - 2009. -Vol. 42, Iss. 10. - pp. 741-746.

104. Ротач, В.Я. Расчёт настройки промышленных систем регулирования / В.Я. Ротач. - М.-Л., Госэнергоиздат, 1961. - 344 с.

105. Кузовков, Н.Т. Модальное управление и наблюдающие устройства / Н.Т. Кузовков. - М.: «Машиностроение», 1976. - 184 с.

106. Колесников, А.А. Синергетическая теория управления / А.А. Колесников. - Таганрог: ТРТУ, М.: Энергоатомиздат, 1994. - 344 с.

107. Лабутин, А.Н. Синергетический синтез системы управления химическим реактором / А.Н. Лабутин, В.Ю. Невиницын // Изв. вузов. Химия и хим. технология. - 2012. - Т.55. - Вып. 11. - С. 104-107.

108. Лабутин, А.Н. Аналитический синтез системы управления химическим реактором / А.Н. Лабутин, В.Ю. Невиницын // Теоретические основы химической технологии. - 2014. - Т.48. - № 3. - С. 318-322.

109. Лабутин, А.Н. Синтез нелинейного алгоритма управления химическим реактором с использованием синергетического подхода / А.Н. Лабутин, В.Ю. Невиницын // Изв. вузов. Химия и хим. технология. - 2017. - Т.60. - Вып. 2. -С. 38-44.

110. Алексеев, Е.А. Оценка общесистемных и структурных свойств реактора-дополимеризатора как объекта управления / Е.А. Алексеев, Б.А. Головушкин, А.Н. Лабутин, Е.В. Ерофеева // Изв. вузов. Экономика, финансы и управление производством. - 2015. - Т.24. - Вып. 2. - С. 182-184.

111. Alekseev, E.A. Study of system-wide and structural properties and optimal control of the pre-polyamidation tank / E.A. Alekseev, B.A. Golovushkin, A.N. Labutin, E.V. Erofeeva // Technical Transactions. Mechanics. - 2016. - Iss. 2-M. -pp. 13-20.

112. Теряев, Е.Д. Цифровые системы и поэтапное адаптивное управление / Е.Д. Теряев, Б.М. Шамриков. - М.: Наука, 1999. - 473 с.

113. Справочник по теории автоматического управления / Под. ред. А.А. Красовского. - М.: Наука, 1987. - 712 с.

114. Sohrab Rohani. Control system design in the state space and frequency domain / Sohrab Rohani, Yuanyi Wu // Coulson and Richardson's chemical engineering (fourth edition). - 2017 - Vol. 3b: Process control. - 293-332 pp.

115. Chia-Chi Tsui. Robust control system design. Advanced state space techniques / Chia-Chi Tsui. - 2-nd edition, rev. and exp. - CRC Press, 2003. - 500 pp.

116. Randy A. Freeman. Robust nonlinear control design. State-space and Lyapunov techniques / Randy A. Freeman, Petar V. Kokotovic. - Birkhauser, 2008. - 257 pp.

117. B. Friedland. Control system design. An introduction to state-space methods / Bernard Friedland. - Dover Publications, 2005. - 528 pp.

118. Григорьев, В.В. Синтез систем автоматического управления методом модального управления / В.В. Григорьев, Н.В. Журавлёва, Г.В. Лукьянова, К.А. Сергеев. - С-Пб.: СПбГУ ИТМО, 2007. - 108 с.

119. Мешалкин, В.П. Модели управления энергоэффективностью сложных химико-технологических систем / В.П. Мешалкин, В.И. Бобков, В.И. Борисов, М.И. Дли. - Смоленск: Универсум, 2017. - 204 с.

120. Гайдук, А.Р. Теория и методы аналитического синтеза систем автоматического управления (Полиномиальный подход) / А.Р. Гайдук. - М.: Физматлит, 2012. - 360 с.

121. Тютиков, В.В. Робастное модальное управление технологическими объектами / В.В. Тютиков, С.В. Тарарыкин - И.: Ивановский гос. Энергетический ун-т им. В.И. Ленина, 2006. - 256 с.

122. Алексеев, А.А. Теория управления / А.А. Алексеев, Д.Х. Имаев, Н.Н. Кузьмин, В.Б. Яковлев. - СПб.: ЛЭТИ, 1999. - 434 с.

Приложения

Приложение 1

Приложение 2