Методы и алгоритмы управления объектами с рециклом тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.13.06, кандидат наук Циряпкина Анастасия Владимировна

• Циряпкина Анастасия Владимировна
• кандидат наук
• 2017

Оглавление диссертации кандидат наук Циряпкина Анастасия Владимировна

ВВЕДЕНИЕ

ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ, СОКРАЩЕНИЯ И ОБОЗНАЧЕНИЯ

ГЛАВА 1. ОСНОВЫ УПРАВЛЕНИЕ ОБЪЕКТАМИ

С РЕЦИКЛОМ

1.1 Анализ предшествующих исследований

1.1.1 Управление объектами с рециклом

1.1.2 Управление объектами с рециклом в составе

технологических цепей углеобогатительных фабрик

1.2 Классификация объектов с рециклом

1.3 Базовые структуры алгоритмов управления

объектами с рециклом

ГЛАВА 2. ИССЛЕДОВАНИЕ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ ОБЪЕКТАМИ С РЕЦИКЛОМ

2.1 Численные исследования точности регулирования САР

2.1.1 Анализ влияния соотношения времени запаздывания в прямой цепи и цепи рецикла для САР объектом с рециклом «по концентрации»

2.1.2 Анализ влияния значения делителя потока в САР объектом с рециклом «по массе»

2.1.3 Анализ влияния соотношения времени запаздывания в прямой цепи и цепи рецикла для САР объектом с рециклом «по массе»

2.1.4 Анализ эффективности САР объектом с рециклом «по параметрам»

2.2 Анализ влияние неопределенности модели объекта на показатели точности регулирования

2.2.1 Анализ влияния неопределенности модели объекта на показатели качества регулирования САР объектом с рециклом

«по концентрации» с самовыравниванием

2.2.2 Анализ влияния неопределенности модели объекта на показатели качества регулирования САР объектом с рециклом

«по концентрации» без самовыравнивания

2.2.3 Анализ влияния неопределенности модели объекта на показатели качества регулирования САР объектов с рециклом «по массе»

2.2.4 Анализ влияния неопределенности модели объекта на показатели качества регулирования САР объектов с рециклом «по параметрам»

ГЛАВА 3. СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ОБЪЕКТАМИ УГЛЕОБОГАЩЕНИЯ С РЕЦИКЛОМ

3.1 Технологические объекты углеобогащения с рециклом

3.2 Система управления тяжелосредными установками

3.3 Система управления углеобогатительной фабрикой

3.4 Результаты разработки и внедрения систем управления на

углеобогатительных фабриках

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ПРИЛОЖЕНИЕ А

ПРИЛОЖЕНИЕ Б

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность проблемы.

Повышение эффективности технологических процессов переработки сырья, экологичности процессов, а порой и их осуществимости достигается за счет введения положительных обратных связей в объекты управления (объекты с рециклом). Примерами таких объектов могут служить водношламовые системы обогащения полезных ископаемых, процессы окомкования материалов при получении окатышей и агломерата в металлургическом производстве, социально-экономические системы при выделении материальных и финансовых ресурсов в прямой зависимости от результатов деятельности. Введение положительных обратных связей в объекты управления придает им качественно новые свойства, существенно изменяет динамику поведения и усложняет процесс управления.

Объекты с рециклом описываются моделью объектов с запаздыванием по состоянию. Управлению объектами с запаздываниями посвящены работы отечественных и зарубежных ученых: Дж. Смит, Ресвик, Р.Т. Янушевский, С.В. Емельянов, С.К. Коровин, Х. Гурецкий, У. Рей и др. Большинство из известных работ по математическому описанию и управлению объектами с рециклом посвящено объектам с так называемым рециклом «по концентрации» (по терминологии У. Рея), когда выходным воздействием объекта и воздействием рецикла являются показатели качества (температура, содержание элементов и т.д.), но не количество получаемой продукции.

Значительно меньше работ, в которых за выходное воздействие объекта и воздействие рецикла принимается количество продукции. И практически отсутствуют работы, где рассматривается влияние показателей рецикла на динамические свойства элементов основного контура (прямой цепи) объекта управления.

В то же время многие промышленные и социально-экономические объекты характеризуются различными видами рециклов. Классификация

объектов с рециклом, синтез и исследование алгоритмов управления объектами с рециклом, а так же их испытания и внедрение представляет научную значимость и является актуальными для развития систем автоматизации управления.

Диссертация выполнена в соответствии с планом госбюджетных научно-исследовательских работ

- постановлением Правительства РФ № 218 «Разработка научно-технических основ для создания технологии подготовки и сжигания суспензионного угольного топлива, приготовленного на основе отходов углеобогащения и пилотного образца автоматизированного энергогенерирующего комплекса», договор № 322/2010 совместно с ОК «Сибшахтострой»;

- грантам РФФИ № 15-07-01972 «Развитие теории подобия систем управления техническими и социально-экономическими объектами» и № 15-0702231 «Разработка подхода, методов и алгоритмов идентификации структур сложных объектов на основе замкнутых динамических систем»;

- проектирование и строительство углеобогатительных фабрик (ОФ) «Энергетическая» (г. Калтан), «Матюшинская» (г. Прокопьевск).

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Методы и алгоритмы управления объектами с рециклом»

Цель работы.

Развитие методов и алгоритмов управления объектами с рециклом.

Задачи работы.

В рамках поставленной цели диссертации выделены следующие задачи.

1. Классификация объектов с рециклом.

2. Разработка новых структур алгоритмов управления объектами с рециклом.

3. Исследования систем с предложенными алгоритмами управления.

4. Конкретизация алгоритмов управления для объектов обогащения углей.

5. Испытание и внедрение алгоритмов на объектах углеобогатительных фабрик.

Методы выполнения работы.

Обобщение практического опыта; методы теории автоматического управления; методы численного моделирования и натурно-модельных исследований.

Научная новизна.

1. Новые структуры классов моделей объектов с рециклом и их классификация с рециклами «по концентрации», «по массе» и «по параметрам».

2. Общие структуры алгоритмов управления объектами с рециклом, отличающиеся косвенными оценками и экстраполяцией массы рецикла, параметрической оперативной адаптацией модели элементов объектов в зависимости от величины рецикла.

3. Области устойчивости систем управления

- для объектов с рециклом «по концентрации» с самовыравниванием в прямой цепи при соотношении времени запаздывания в рецикле (тг) к времени запаздывания в прямой цепи (т0) в диапазоне [1;45]; для объектов с рециклом без самовыравнивания в прямой цепи - > 1,7;

- «по массе» - при массе рецикла меньше 0, 65;

- «по параметрам» - при Тг/То £ [1; 2,1];

- при соотношении коэффициентов модели к параметрам объекта в пределах [0,8; 1,2].

4. Оценки точности регулирования по среднемодульному критерию предложенных алгоритмов выше по сравнению с типовыми

- для объектов с рециклом «по концентрации» и «по массе» более, чем в 2 раза;

- для объектов с рециклом «по параметрам» более чем в 3 раза. Практическая значимость работы.

Результаты работы могут быть использованы

- при разработке информационного, алгоритмического и программного обеспечения систем автоматизации управления объектами с рециклом промышленных комплексов;

- для обучения студентов и повышения квалификации специалистов соответствующих специальностей.

Реализация результатов.

1. Спроектированы, испытаны, внедрены и успешно функционируют комплексные системы автоматизации управления ОФ «Матюшинская» (г. Прокопьевск), ОФ «Энергетическая» (г. Калтан) с алгоритмами управления тяжелосредными гидроциклонами и тяжелосредными сепараторами, как объектами с рециклом.

2. Разработки удостоены Гран-При и Золотой медали Международной выставки-ярмарки «Уголь России и Майнинг 2016», «Уголь России и Майнинг 2015».

Предмет защиты. На защиту выносятся:

- классификация объектов с рециклом;

- общие структуры алгоритмов управления объектами с рециклом «по концентрации», «по массе» и «по параметрам»;

- результаты численных исследований систем с разработанными алгоритмами - областей устойчивости, влияния неопределенностей моделей объектов, сопоставительной точности регулирования;

- результаты испытаний и внедрений алгоритмов в промышленных условиях;

- информационное, алгоритмическое, программное обеспечение систем автоматизации управления углеобогатительными фабриками. Соответствие диссертации паспорту научной специальности. Диссертационная работа соответствует паспорту научной специальности

05.13.06 - Автоматизация и управление технологическими процессами и

производствами (промышленность) в п. 6 - Научные основы, модели и методы идентификации производственных процессов, комплексов и интегрированных систем управления, п. 10 - Методы синтеза специального математического обеспечения, пакетов прикладных программ и типовых модулей функциональных и обеспечивающих подсистему АСУТП, АСУП, АСТПП и др.

Личный вклад автора заключается в анализе предшествующих исследований; структуризации объектов с различными типами рециклов и их классификации; разработке элементов общих структур алгоритмов управления, учитывающих особенности рециклов; численных исследованиях систем управления объектами с рециклом; разработке программного обеспечения систем автоматизации управления тяжелосредными сепараторами и тяжелосредными гидроциклонами; испытании и внедрении этих систем на углеобогатительных фабриках «Матюшинская» (г. Прокопьевск), «Энергетическая» (г. Калтан).

Апробация работы.

Основные положения и результаты работы докладывались и получили одобрение на 11 -и конференциях, в том числе: Всероссийской научно-практической конференции СибГИУ «Металлургия: технологии, управление, инновации, качество» (Новокузнецк, 2010 г.), VIII, IX и X Всероссийских научно-практических конференциях «Системы автоматизации в образовании, науке и производстве» (Новокузнецк, 2011 г., 2013 г., 2015 г.), Международных научно-практических конференциях «Наукоемкие технологии разработки и использования минеральных ресурсов» (Новокузнецк, 2013 г., 2014 г., 2015 г., 2016 г.), Всероссийской научно конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Наука и молодежь: проблемы, поиски, решения» (г. Новокузнецк, 2014), Международной научной конференции «Современные инновационные технологии подготовки инженерных кадров для горной промышленности и транспорта 2015» (Украина, г. Днепропетровск, 2015 г.), IV Всероссийской научно-практической конференции (с международным участием)

«Моделирование и наукоемкие информационные технологии в технических и социально-экономических системах» (г. Новокузнецк, 2016).

Публикации.

По материалам диссертации опубликовано 30 печатных работ, в том числе 3 статьи в периодических изданиях, рекомендованных ВАК, 1 статья в базе SCOPUS, 23 статьи в научно-технических сборниках и 4 патента на изобретения, в том числе 1 евразийский патент.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, трех глав, заключения, библиографического списка, приложения и содержит 155 страниц основного текста, в том числе 42 рисунка, 22 таблицы, 2 приложения.

В первой главе проведен анализ предшествующих исследований, связанный с вопросами управления объектами с положительной обратной связью. Представлена разработанная классификация объектов с рециклом с приведением структуры объекта для каждого класса. Приведены структуры алгоритмов управления объектами с рециклом «по массе», «по концентрации» и «по параметрам».

Вторая глава диссертации посвящена исследованиям алгоритмов управления объектами с рециклом. Представлены постановки задач численных исследований точности регулирования систем автоматического управления объектами с рециклом разных классов, а так же исследований влияния неопределенности модели объекта на показатели точности регулирования систем управления.

Третья глава посвящена управлению технологическими объектами углеобогащения с рециклом. Рассмотрен процесс обогащения угля в тяжелой среде на тяжелосредных гидроциклонах и тяжелосредных сепараторах. Представлена система автоматического управления технологическим комплексом обогатительной фабрики «Матюшинская», включая техническое, информационное, математическое, базовое и прикладное программное

обеспечение. Приведены результаты внедрения алгоритма управления величиной плотности магнетитовой суспензии на ОФ «Матюшинская».

В Приложении А представлена Справка о выполненных и внедренных работах автора в составе коллектива ООО «Научно-исследовательский центр систем управления».

В Приложении Б представлен список оборудования и агрегатов технологического комплекса обогатительной фабрики «Матюшинская», управление которыми осуществляется посредством спроектированной системы автоматического управления.

ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ, СОКРАЩЕНИЯ И ОБОЗНАЧЕНИЯ

ОФ - обогатительная фабрика,

САУ ТК - система автоматического управления технологическим комплексом,

ПЛК - программируемый логический контроллер,

SCADA - Supervisory Control And Data Acquisition — диспетчерское управление и сбор данных,

W(^) - вектор внешних воздействий,

У (у) - вектор выходных воздействий,

U(и) - вектор управляющих воздействий.

Маленькими буквами ш,у,и обозначены соответствующие воздействия возмущенного движения.

Индекс * (звездочка) обозначает задание на соответствующие воздействия,

Управление - процесс выработки и осуществления управляющих воздействий;

Объект управления - объект, для достижения желаемых результатов функционирования которого необходимы и допустимы специально организованные воздействия;

Управляющий объект - объект, предназначенный для осуществления управления;

Система управления - система, состоящая из управляющего объекта и объекта управления;

Структура системы управления - совокупность и характер связей и отношений между элементами (подсистемами) системы управления;

Синтез системы управления - процесс создания (совершенствования, организации, проектирования) системы управления;

Рецикл (переработка, рециклинг: англ. recycling) - повторное использование или возвращение в оборот отходов производства или продуктов технологического процесса с целью их повторной переработки;

Алгоритм - точное предписание относительно последовательности действий (шагов), преобразующих исходные данные в искомый результат;

Положительная обратная связь (ПОС) — тип обратной связи, при котором изменение выходного сигнала системы приводит к такому изменению входного сигнала, которое способствует дальнейшему отклонению выходного сигнала от первоначального значения.

Техническое обеспечение (ТО) -комплекс технических средств, предназначенных для работы автоматизированной информационной системы, а также соответствующая документация на эти средства и технологические процессы.

Математическое обеспечение (МО) - совокупность математических методов, моделей, алгоритмов и программ для реализации целей и задач автоматизированной системы, а также нормального функционирования комплекса технических средств.

Программное обеспечение (ПО) -совокупность программ и документов, необходимых для их эксплуатации. В состав программного обеспечения входят общесистемные, специальные и прикладные программные продукты, а также техническая документация.

ГЛАВА 1. ОСНОВЫ УПРАВЛЕНИЯ ОБЪЕКТАМИ С РЕЦИКЛОМ

Во многих технологических процессах металлургической, горной, химической и других промышленностей встречаются объекты, в которых выходной поток или его часть возвращается на вход технологического агрегата. Такие объекты называют объектами с рециклом. Их характерной особенностью является наличие звена запаздывания в координатах объекта и вызвано оно именно контуром рециркуляции вещества, по которому выходной сигнал объекта, спустя время т, поступает на его вход. Это имеет место во множестве практических многостадийных процесса, например, в процессах, протекающих в измельчительных агрегатах, агломерационных и флотационных машинах, во множестве химических процессов, как например, в производстве серной кислоты, абсорбции, очистке сточных вод и т.д. [1,2]; а так же в процессах образования фрактальных структур материалов [3-7].

Известно, что только при помощи рециркуляции можно добиться максимального использования сырья и энергоресурсов. Этот факт объясняется тем, что в объектах с замкнутым циклом исходный материал непрерывно смешивается с уже частично переработанным рециркулятом, поступающим по каналу обратной связи, и суммарное вещество, более близкое к требуемому качеству, которым обладает готовый продукт, легче перерабатывается рабочей частью объекта с меньшей ее нагрузкой [8, 9]. Поэтому в последнее время все больше развивается тенденция развития технологических схем в переходе от работы агрегатов с открытым циклом к технологическим процессам с рециклом. Однако наличие в структуре технологического агрегата или схемы рециркуляционных потоков значительно усложняет объект управления.

1.1 Анализ предшествующих исследований

Анализ известных работ по методам и алгоритмам управления объектами с рециклом разделен на две части. В первой части анализируются работы по

непосредственно управлению объектами с внутренней положительной обратной связью, а во второй - управлению объектами с рециклом в составе технологических цепей углеобогатительных фабрик.

1.1.1 Управление объектами с рециклом

Обзор доступных зарубежных и отечественных публикаций на тему управления объектами с положительной обратной связью показал, что подавляющее большинство работ по синтезу систем регулирования такими объектами относится либо к аналитическим методам построения законов регулирования, ограниченных предпосылками, либо к эвристическим, к которым в основном относятся патенты на изобретения и полезные модели.

Абсолютное большинство авторов, так или иначе затрагивающих тему управления объектами с рециклом, подчеркивает особую актуальность данной проблемы на сегодняшний день [10-43]. Однако практически нигде не сказано о подразделении объектов с рециклом на классы. Единственное упоминание о классификации встречается в труде У. Рея «Методы управления технологическими процессами», где был описан так называемый рецикл «по концентрации».

Большое внимание управлению объектами с запаздыванием, и в частности управлению объектами с рециклом уделяет Янушевский Р.Т. [44] Автором рассмотрен пример задачи управления, характерной для нефтяной или химической промышленности, а именно - управление подачей сырья в химический реактор. Блок-схема очистительного завода представлена на рисунке 1.1.

щ щ

Химический Теплообменник Фильтр Ректификационная

реактор колонна

-> хг

Контур рециркуляции

Побочные продукты

Рисунок 1.1 - Блок-схема очистительного завода

Целевой продукт получается на выходе ректификационной колонны в результате соответствующей переработке компонент сырья 1 и 2. Для максимального использования сырья вводится контур рециркуляции, а именно: часть материала, оставшаяся непереработанной до нужной кондиции при прохождении через рабочую зону объекта, поступает обратно на его вход. Для получения заданных свойств целевого продукта необходимо, таким образом, управлять скоростью подачи сырьевых компонент 1 и 2, то есть величинами м10(0 и и20(0, чтобы состав компонент, участвующих в химической реакции, был равен заданному. Наличие контура рециркуляции вносит существенную специфику в процесс управления. При этом, учитывая, что основной процесс формирования целевого продукта происходит в химическом реакторе, блок-схему рисунка 1, можно заменить блок-схемой, представленной на рисунке 1.2, где т - время запаздывания, обусловленное контуром рециркуляции.

Особенностью описанного процесса является то, что отклонения участвующих в химической реакции компонент от номинальных значений приведут к длительному нарушению желаемого характера протекания процесса, что сказывается на качестве и количестве целевого продукта [44].

Так же в [44] Янушевский Р.Т. рассматривает задачу поддержания заданного значения концентрационной переменной рН, характеризующей направление и скорость химической реакции взаимодействия смеси продукционного и циркуляционного растворов с сернистым газом.

Всякое отклонение величины рН от оптимального для данной реакции значения приводит, как правило, к уменьшению концентрации целевого продукта и появлению побочных продуктов в выходном потоке. Это приводит в

и

1 Химический

Контур рециркуляции

Рисунок 1.2 - Укрупненная блок-схема очистительного завода

конечном итоге к снижению экономической эффективности работы агрегата. Управления величиной рН чаще всего осуществляется с помощью измерений расхода или концентрации одного либо нескольких входных компонент реакции. При этом резкие колебания расхода или концентрации управляющего реагента приводят к тому, что часть реагента не успевает полностью вступить в реакцию. Все это предъявляет повышенные требования к системам регулирования величины рН в смысле минимизации отклонений входных и выходных параметров объекта от номинальных значений. Наличие запаздывания в рассматриваемом объекте управления создает определенные трудности при построении высококачественно системы управления. Вместе с тем появление запаздывания в координатах объекта обусловлено контуром рециркуляции.

В [44] описан подробный синтез системы управления значением переменной рН, приведены графики переходных процессов, иллюстрирующие высокое качество регулирования.

Автором была спроектирована система управления объектом с рециклом, проведена ее экспериментальная проверка, которая показала, что свойства синтезированной системы значительно лучше, чем у разомкнутой системы.

Часть работ [10 - 14] посвящена задачам построения регуляторов для объектов с замкнутым циклом, гарантирующих устойчивость и заданное качество переходного процесса системы управления для ограниченного класса входных воздействий.

Так, в [10] рассматривается задача синтеза конечномерного регулятора, метод построения которого основан на методе синтеза модальных регуляторов, описанном в [11]. В качестве примера исследуемого объекта была взята колонна дисоли, предназначенная для получения гидроксиламиндисульфоната (ГАДС), используемого в производстве £ - капролактама. Задача регулирования состояла в поддержании заданного значения концентрационной переменно рН, характеризующей направление и скорость химической реакции взаимодействия

смеси продукционного и циркуляционного растворов с сернистым газом. Управление величиной рН происходит за счет изменения расхода или концентрации реагентов. А так как при резких колебаниях расхода или концентрации управляющего реагента часть этого реагента не успевает полностью вступить в реакцию, то была предложена система регулирования рН, которая обеспечивает минимальные отклонения входных и выходных параметров объекта от номинальных значений.

Большое количество работ посвящено синтезу законов и алгоритмов управления объектами с запаздыванием по состоянию в условиях параметрической неопределенности [15 - 28]. Использование критерия гиперустойчивости позволило авторам синтезировать комбинированные законы управления такими объектами в [15 - 18].

В [19] рассмотрена задача стабилизации параметрически неопределенного объекта, находящегося под воздействием ограниченных внешних возмущений. Полученный алгоритм управления позволяет компенсировать существующие параметрические и внешние возмущения.

Вопрос стабилизации для нелинейного объекта с запаздыванием по состоянию в условиях априорной неопределенности коэффициентов модели объекта решен в [20], при условиях доступности измерений только скалярных входных и выходных переменных. Для решения использован динамический регулятор, что позволило получить строго минимально-фазовый объект без применения дополнительных фильтров состояния. Этим же автором предложен один из подходов к построению робастной системы управления динамическим объектом с запаздыванием по состоянию в условиях параметрической неопределенности в [21]. Полученная схема позволяет формировать сигнал управления, обеспечивающий требуемую динамическую точность управления.

В [22] рассматривается задача адаптивного управления по выходу линейным объектом с запаздыванием по состоянию, с неизвестными параметрами и в условиях действия возмущения и параметрической

неопределенности. При условии, что объект управления задан в форме вход-выход, задача решена с использованием нового модифицированного алгоритма адаптации высокого порядка, что позволяет существенно понизить порядок замкнутой системы и получить более простую в реализации систему управления.

В работах [25, 26] описано построение адаптивного динамического регулятора для управления с эталонной моделью нелинейным многосвязным объектом с запаздыванием по состоянию в условиях априорной неопределенности его параметров, когда измерению недоступны производные входных и выходных переменных. Работоспособность синтезированных систем управления обоснована при действии на объект управления неизмеряемых ограниченных возмущений.. Этим же автором в [29] решается задача построения робастной системы управления линейным стационарным объектом с запаздыванием по состоянию, которая позволяет скомпенсировать возмущения и помехи. Работоспособность системы обоснована при действии на объект неизмеряемых неограниченных возмущений на входе и ограниченных возмущений на выходе.

В [27] рассматривается задача робастного управления семейством параметрически неопределенных линейных объектов с запаздыванием по состоянию, величина которого неизвестна. Предлагается решение при помощи робастной компенсации ошибок моделирования - слагаемые модели объекта управления, содержащие последействия, рассматриваются как возмущение номинального объекта, подлежащее компенсации регулятором. Полученное решение предполагает введение дополнительной обратной связи по ошибке моделирования в структуру номинального регулятора. Этот же автор в [28] рассматривает задачу адаптивного управления по входу-выходу с неизвестной эталонной модель неопределенным объектом с запаздыванием по состоянию. Для получения информации о векторе состояния объекта управления с

запаздыванием по состоянию предложено использовать наблюдателя с большим коэффициентом усиления.

С целью расширения класса математических объектов, для которых справедливы уже известные результаты, в работах [30, 31] рассматриваются задачи синтеза робастных систем управления объектами с запаздыванием по состоянию, параметры которых определены, но изменяются неизвестным образом в известных диапазонах. Синтез проводится на основе критерия гиперустойчивости и положительности динамических систем. Метод, используемый для синтеза алгоритмов управления, изложен в работах [32, 33].

Синтезу децентрализованных алгоритмов управления объектами с рециклом с эталонной моделью посвящены работы [23, 24, 34 - 38].

В [36, 37] алгоритм управления представлен специальным образом выбранной обратной связью, в которой применяются вспомогательный контур и два наблюдателя. Использование двух наблюдателей позволяет скомпенсировать погрешность наблюдения.

В [23, 24, 38] решается проблема децентрализованного управления многосвязными объектами по выходу при наличии запаздывания во внутреннем канале связи, а так же описывается задача компенсации сигнальной и параметрической неопределенности для таких видов объектов. Следует отметить, что к недостаткам предлагаемого алгоритма автор относит отсутствие аналитически обоснованного выбора параметров.

Синтез алгоритмов адаптивных систем управления с эталонным упредителем описан в [34]. В зависимости от типа запаздывания рассматриваются различные варианты структур основного контура управления и алгоритмов контура адаптации. Использование явно-неявного эталонного упредителя позволило в каждом из рассматриваемых случаев синтезировать устойчивую адаптивную систему управления с эталонным упредителем, имеющим минимальную структурную сложность. Построение систем адаптации на основе применения эталонного упредителя для класса априорно

неопределенных объектов с запаздыванием по управлению, состоянию и нейтрального типа так же рассмотрены в [35]. Децентрализованный подход к синтезу непрерывных и многосвязных MIMO-объектов распространен на случай SISO-объектов («один вход, один выход»).

Для дискретных объектов с запаздыванием по состоянию в [39] рассматривается задача локально-оптимального управления по наблюдаемому выходу, для решения которой предлагаются алгоритмы, основанные на оптимизации локального критерия без использования расширения пространства состояний. В данном случае управление определяется как функция измеряемых переменных с памятью и отслеживаемого сигнала. Результаты данной работы обобщают [40] на случай управления по выходу объектом с запаздыванием по состоянию. В статье [41] рассмотрена близкая задача для управления объектом с запаздыванием по состоянию при точном измерении компонент вектора состояния с использованием квадратичного критерия.

Обзор доступных патентов на изобретения показал, что большинство работ по синтезу систему управления объектами с запаздыванием по состоянию относятся к эвристическим методам построения законов регулирования.

Адаптивные системы управления для объектов с запаздыванием по состоянию и их синтез описаны в [42, 43, 45-48]. Изобретения относятся к автоматике и могут быть использованы для скалярных объектов, параметры которых - неизвестные постоянные или медленно меняющиеся во времени величины.

Системы управления для априорно-неопределенных объектов с запаздыванием по состоянию приведены в [49, 50]. В [49] предложена адаптивная система управления с самонастройкой динамического корректора для обеспечения асимптотической устойчивости системы.

Стоит отметить, что процедуре идентификации объектов с рециклом так же уделено достаточно мало внимания. Для осуществления эффективного управления такими объектами необходимы модели, особенно высокой степени

точности, т.к. даже незначительные изменения параметров и структуры модели относительно реального объекта могут привести к существенной потери качества управления, или даже к потере устойчивости. [51]

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Циряпкина Анастасия Владимировна, 2017 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Утеуш Э.В. Управление измельчительными агрегатами / Э.В. Утеуш, З.В. Утеуш. - М.: Машиностроение, 1973. - 280 с.

2. Амелин А.Г. Производство серной кислоты / А. Г. Амелин, Е.В. Яшке. -М.: Высшая школа, 1980. - 245 с.

3. Пайтген Х.О. Красота фракталов. Образы комплексных динамических систем. / Х.О. Пайтген, П.Х. Рихтер: Пер. с англ. - М.:Мир ,1993. - 176 с.

4. Старовацкая С.Н. Методы идентификации структур материалов фракталами./ С.Н. Старовацкая, И.В. Циряпкина, Л.П. Мышляев // Фундаментальные проблемы современного материаловедения, 2014-№3. - том 11. - С. 290-293.

5. Starovackaya S.N. Materials structure description by fractal complex / S.N.Starovackaya, L.P. Myshlyaev, I.V. Tsiryapkina // External fields processing and treatment technology and preparation of nanostructure of metalls and alloys: Book of the International seminar articles, 1 - 7 October/ Ed. By V.Gromov ; Siberian State Industrial University:Publishing Center SibSIU, 2014. - P. 348.

6. Kiseleva M.Y., Smagin V.I. Model predictive control for discrete systems with state and input delays / Вестник Томского государственного университета. Управление, вычислительная техника и информатикаю - 2011. - №1. - С. 5-12.

7. Sim T.P., Hong G.S., Lim K.B. Modified Smith predictor with dementhon-horaud pose estimation algorithm for 3D visual servoing / Robotica. -Cambridge University Press, 2002. - № 2. - pp. 615-624.

8. Хайниш С.В. Об оптимальном управлении объектами с замкнутым циклом /С.В. Хайнищ // Сборник «Управление сложными системами». - М.: ИАТ, 1974. - С. 42-55.

9. Нагиев М.Ф. Теоретические основы рециркуляционных процессов в химии. - М.: Наука, 1962 - 332 с.

10. Дылевский А.В. Построение конечномерных регуляторов для объектов с замкнутым циклом / А.В. Дылевский, Г.И. Лозгачев // Вестник ВГУ, 2006. -№2. - С. 198-203.

11. Дылевский А.В. Синтез линейных систем управления с заданным характеристическим полиномом / А.В. Дылевский, Г.И. Лозгачев // Известия РАН. Теория и системы управления, 2003. - №4. - С. 17—20.

12. Дылевский А.В. Синтез модальных систем управления / А.В. Дылевский, Г.И. Лозгачев // Вестник ВГУ, 2004. - №1. - С. 103-109.

13. Дылевский А.В. Построение регулятора для объекта с распределенными параметрами по передаточной функции замкнутой системы / А.В. Дылевский, Г.И. Лозгачев // Вестник ВГУ. Серия физика, математика, 2004. - № 2 - С. 154—157.

14. Дылевский А.В Синтез модального регулятора для объекта с распределенными параметрами / А.В. Дылевский, Г.И. Лозгачев, С.В. Малютина // Вестник ВГУ, 2007. - №1. - С. 128-132.

15. Еремин Е.Л. Комбинированные алгоритмы системы робастно-периодического управления нелинейным объектом с запаздыванием / Е.Л. Еремин, Д.А, Теличенко //Адаптивные и робастные системы, 2009. -№3(21). - С.125-135.

16. Еремин Е.Л. Дискретные алгоритмы робастного управления нелийнейно-нестационарным объектом в периодических режимах / Е.Л. Еремин, Б.Н. Лелянов, Е.А. Шеленок // Вестник ТОГУ, 2010. - №1(16). - С. 45-54.

17. Лелянов Б.Н. Комбинированная система управления априорно неопределенным нелинейным объектом с запаздыванием по состоянию / Б.Н. Лелянов, Д.А, Теличенко, Е.А. Шеленок //Адаптивные и робастные системы, 2010. - №1(23). - С. 156-166.

18. Еремин Е.Л. Алгоритмы адаптивных систем управления с эталонным упредителем для объектов с запаздываниями / Е.Л. Еремин, Д.А. Теличенко //Адаптивные и робастные системы, 2005. - №2(10). - С.137-161.

19. Цыкунов А.М. Робастная система стабилизации для объекта с запаздыванием по состоянию / А.М. Цыкунов // Технические системы: управление и моделирование, 2013. - № 1. - С. 65-73.

20. Клименко А.Н. Адаптивный динамический регулятор для управления по входу нелинейным объектом с запаздыванием по состоянию / А.Н. Клименко, А.М. Цыкунов // Вестник АГТУ, 2006. - №1 (30). - С. 34-39.

21. Цыкунов А.М. Робастное управление линейным динамическим объектом с запаздыванием по состоянию / А.М. Цыкунов, А.В. Имангазиева // Мехатроника, автоматизация, управление, 2007. - № 12. - С. 2-6.

22. Фуртат И.Б. Модифицированный алгоритм адаптации высокого порядка для систем с запаздыванием по состоянию / И.Б. Фуртат, А.М. Цыкунов // Вестник АГТУ, 2006. - № 1. - С. 24-33.

23. Паршева Е.А. Робастное децентрализованное управление с эталонной моделью многосвязными объектами с запаздыванием по состоянию с компенсацией возмущений / Е.А. Паршева, Ю.А. Лежнина // Вестник Астраханского государственного технического университета. Серия: управление, вычислительная техника и информатика, 2011. - №1. - С. 6976.

24. Лежнина Ю.А. Робастное децентрализованное управление с компенсацией возмущений нелинейным многосвязными объектами с запаздыванием по состоянию / Ю.А. Лежнина, Г.Н. Терновая // Вестник Астраханского государственного технического университета. Серия: управление, вычислительная техника и информатика, 2012. - №2. - С. 47-55.

25. Паршева Е.А. Использование динамического регулятора для решения задачи стабилизации нелинейного многосвязного объекта с запаздыванием

/ Е.А. Паршева // Вестник Астраханского государственного технического университета, 2006. - № 1. - С. 40-48.

26. Паршева Е.А. Применение адаптивного динамического регулятор для децентрализованного управления по выходу многосвязным объектом с запаздыванием / Е.А. Паршева // Вестник Астраханского государственного технического университета, 2007. - № 1. - С. 31-39.

27. Ключарев А.Ю. Робастная компенсация неизвестного запаздывания по состоянию / А.Ю. Ключарев // Вестник Астраханского государственного технического университета, 2006. - №1. - С. 60-64.

28. Ключарев А.Ю. Синтез сингулярно-возмущенного адаптивного управления нелинейным объектом с запаздыванием по состоянию / А.Ю. Ключарев // Вестник Астраханского государственного технического университета, 2005. - №1. - С. 20-28.

29. Паршева Е.А. Компенсация возмущений при робастном управлении объектом с запаздыванием по состоянию при наличии помех измерений / Е.А. Паршева // Труды IX Международной конференции «Идентификация систем и задачи управления» 81СРКО'12, 2012. - С. 847-855.

30. Галаган Т.А. Робастные системы управления нестационарным объектом с запаздыванием по состоянию / Т.А. Галаган // Информатика и системы управления, 2002. - №1 (3). - С. 87-96.

31. Семичевская Н.П. Нелинейные робастные алгоритмы управления нестационарными скалярными объектами с запаздыванием по состоянию / Н.П. Семичевская // Информатика и системы управления, 2005. - №1 (9). -С. 142-150.

32. Галаган Т.А. Алгоритмы робастной стабилизации нестационарного объекта с неявной эталонной моделью / Т.А. Галаган, Е.Л. Еремин, А.Д. Плутенко // Вестник АмГУ, 2001. - № 15. - С. 18-20.

33. Галаган Т.А. Робастный алгоритм управления нестационарным нелинейным объектом для систем с явной неявной эталонной моделью /

ТА. Галаган, Е.Л. Еремин, A.Д. Плутенко // Информатика и системы управления, 2001. - № 2. - С. 100-105.

34. Еремин Е.Л. Aлгоритмы адаптивных систем управления с эталонным упредителем для объектов с запаздываниями / Е.Л. Еремин, ДА. Теличенко // Aдаптивные и робастные системы, 2005. - №2(10). - С.137-1б1.

35. Теличенко ДА. Эталонный упредитель в адаптивных системах управления SISO и MIMO-объектами с запаздыванием / ДА. Теличенко // Информатика и системы управления, 2007. - №2(14). - С.182-194.

36. Имангизиева A3. Aлгоритм робастного управления для нелинейного динамического объекта с запаздыванием по состоянию / A3. Имангазиева // Вестник AF^, 2009. -№1. - С. 137-141.

37. Имангазиева A3. Робастная система автоматического управления с компенсацией запаздывания в условиях нестационарности / A3. Имангазиева // Вестник AГTУ. Серия: Управление, вычислительная техника и информатика, 2011. - №2. - С.30-3б.

38. Лежнина ЮА. Робастное управление многосвязными объектами с запаздывающим аргументом / ЮА. Лежнина // Приборы и системы. Управление, контроль, диагностика, 2011. - №5. - С. 12-1б.

39. Мухина О.О. Локально-оптимальное управление по выходу для дискретных объектов с запаздыванием по состоянию / О.О. Мухина, В.И. Смагин // Вестник Томского государственного университета. Управление, вычислительная техника и информатика, 2014. - № 1(26). - С. 4-12.

40. Смагин В.И. Локально-оптимальные следящие системы управления при косвенных измерениях с ошибками / В.И. Смагин // Известия вузов. Aвиационная техника. - 1995. - № 1. - С. 26-30.

41. Tang G., Sun H., Liu Y. Optimal tracking control for discrete time-delay systems with persistent disturbances / Asian Journal of Control, 200б. - V. 8, № 8. - pp. 135-140.

42. Патент на изобретение 2204156 Российской Федерации, МПК 005Б13/02. Адаптивная система для объектов с запаздываниями по состоянию и управлению / Е.Л. Еремин, С.Г. Самохвалова, Д.Г. Шевко - № 2001112587/09; заявл. 07.05.2001; опубл. 10.05.2003.

43. Патент на изобретение 2405182 Российской Федерации, МПК 005Б13/02, МПК 005Б13/00. Адаптивная система управления с наблюдателем переменных состояния для объекта с запаздыванием / Е.Л. Еремин, Д.А. Теличенко - № 2009111792/08; заявл. 30.03.2009; опубл. 27.11.2010.

44. Янушевский Р.Т. Управление объектами с запаздыванием / Р.Т. Янушевский. - Москва «Наука». - 1978. - 416 с.

45. Патент на изобретение 2541097 Российской Федерации, МПК 005Б13/02. Адаптивная система управления с наблюдателем переменных состояния для объекта с запаздыванием / Е.Л. Еремин, Д.А. Теличенко - № 2013116710/08; заявл. 11.04.2013; опубл. 20.10.2014.

46. Патент на изобретение 2397531 Российской Федерации, МПК 005Б13/02. Адаптивная система управления с эталонным упредителем для объектов с нескольними запаздываниями / Е.Л. Еремин, Д.А. Теличенко - № 2009111789/09; заявл. 30.03.2009; опубл. 20.08.2010.

47. Патент на изобретение 2530278 Российской Федерации, МПК 005Б13/02. Комбинированная робастная система управления для априорно-неопрделенных объектов периодического действия с запаздыванием / Е.Л. Еремин, Н.П. Семичевская, Е.А. Шеленок, А.Д. Плутенко - № 2013113994/08; заявл. 28.03.2013; опубл. 10.10.2014.

48. Патент на изобретение 2220433 Российской Федерации, МПК 005Б13/02. Самонастраивающаяся система управления для объектов с запаздыванием по состоянию и управлению / Е.Л. Еремин, Л.В. Ильина - № 2002105864/09; заявл. 04.03.2002; опубл. 27.12.2003.

49. Патент на изобретение 2538295 Российской Федерации, МПК 005Б13/02. Адаптивная система управления с самонастройкой динамического

корректора для априорно неопределенных объектов с запаздыванием по состоянию / Е.Л. Еремин, Л.В. Чепак, Е.А. Шеленок - № 201409329/08; заявл. 11.03.2014; опубл. 10.01.2015.

50. Патент на изобретение 2530277 Российской Федерации, МПК G05B13/02. Адаптивная система управления для априорно-неопределенных объектов периодического действия с запаздыванием/ Е.Л. Еремин, Л.В. Чепак, Е.А. Шеленок - № 2013113066/08; заявл. 22.03.20134; опубл. 10.10.2014.

51. Ткачев Р.Ю. Структурно-параметрическая идентификация объектом с рециклом на основе дискретной последовательности выходной координаты/ Р.Ю.Ткачев, О.В. Глушко // Збiрник наукових праць ДонДТУ, Алчевськ: ДонДТУ, -2012. -№36. - C. 415-425.

52. Карабутов Н.Н. Структурная идентификация систем. Анализ динамических структур / Н.Н. Карабутов. - М.: МГИУ, 2008. - 160 с.

53. Нагиев М.Ф. Теория рециркуляции и повышения оптимальности химических процессов / М.Ф. Нагиев. - М., «Наука». - 1970. - 393 с.

54. Островский Г.М. Моделирование сложных химико-технологических схем / Г.М. Островский, Ю.М. Волин. - Изд. «Химия». - 1970. - 312 с.

55. Иванов Г.В. Автоматизация технологических процессов обогащения угля / Г.В. Иванов, А.А. Куранов // Федеральный научно-практический журнал «Уголь Кузбасса», 2014. - № 6 - С. 78-80.

56. Рей У. Методы управления технологическими процессами / У. Рей. - М.: Мир, 1983. - 368 с.

57. Смит Дж. Автоматическое регулирования. / Дж. Смит. - М.: Физматгих, 1962. - 847 с.

58. Борзенко И.М. Адаптация, прогнозирование и выбор решений в алгоритмах управления технологичнсеими процессами. / И.М. Борзенко. -М.: Энергоатомиздат, 1984. - 143 с.

59. Гурецкий Х. Анализ и синтез систем управления с запаздыванием / Х. Гурецкий. - М.: Машиностроение, 1974. - 468 с.

60. Авдеев В.П. О восстановительно-прогнозирующем регулировании технологических процессов / В.П. Авдеев, Л.П. Мышляев, В.И. Соловьев // Известия ВУЗов. Черная метуллургия, 1978. - №10. - С. 165-168.

61. Авдеев В.П. Восстановительно-прогнозирующие системы / В.П. Авдеев, Л.П. Мышляев, В.И. Соловьев // Известия ВУЗов. Черная металлургия, 1984. - №6. - С. 111-116.

62. Мышляев Л.П. Алгоритмы восстановительно-прогнозирующего регулирования объектов с запаздыванием / Л.П. Мышляев // Сборник научных трудов «Автоматическое управление в АСУТП». - М.: Энергоатомиздат, 1987. - С. 28-31.

63. Авдеев В.П. Восстановительно-прогнозирующие системы управления / В.П. Авдеев В.Я. Карташов, Л.П. Мышляев, А.А. Ершов. - Кемерово: КГУ, 1984. - 91 с.

64. Венгер К.Г. К вопросу об управлении объектами с рециклом / К.Г. Венгер, Л.П. Мышляев, А.В. Циряпкина // Системы автоматизации в образовании, науке и производстве: Труды VIII Всероссийской научно-практической конференции. - СибГИУ, Новокузнецк, 2011. - С. 137-142.

65. Мышляев Л.П. Численное исследование САР объектов с рециклом / Л.П. Мышляев., К.Г. Венгер, А.В. Циряпкина // Труды Всероссийской научно-практической конференции СибГИУ «Металлургия: технологии, управление, инновации, качество». - СибГИУ, Новокузнецк, 2010. - С. 133-137.

66. Патент на изобретение 2457528 Российской Федерации, МПК 005Б13/00 Система регулирования объекта с рециклом/Мышляев Л.П., Ивушкин А.А., Циряпкина А.В. - № 2011130360/08, заявл. 20.07.2011, опубл. 27.07.2012.

67. Патент на изобретение 2542910 Российской Федерации, МПК 005Б13/02 Система регулирования объекта с рециклом / Мышляев Л.П., Ивушкин

А.А., Ивушкин К.А., Циряпкина А.В. - № 2014110549/08, заявл. 19.03.2014, опубл. 27.02.2015.

68. Мышляев Л.П., Ивушкин А.А., Венгер К.Г., Киселев С.Ф., Циряпкина А.В., Березин Д.Г., Чичиндаев М.Г. Барагичев К.Е Система регулирования объекта с рециклом // Бюллетень евразийского патентного ведомства 021192 В1, № 2011130360/08.

69. Мышляев Л.П. Управление объектов с рециклом / Л.П. Мышляев, А.В. Циряпкина, К.А. Ивушкин, С.Ф. Киселев // Известия ВУЗов. Черная металлургия. - 2015. - № 5, vol. 58. - С. 381-385.

70. A.V. Tsiryapkina Control Systems for Objects with Positive Internal Feedback / A.V. Tsiryapkina, L.P. Myshlyaev, K.A. Ivushkin, V.V. Grachev // Steel in Translation. - Vol. 45, No. 12, 2015. - pp. 943-948.

71.Патент на изобретение 2562362 Российской Федерации, МПК G05B13/00 Система регулирования объекта с рециклом / Ивушкин К.А., Мышляев Л.П., Ивушкин А.А., Киселев С.Ф. - № 2013158280/08, заявл. 26.12.2013, опубл. 10.09.2015.

72. Ивушкин К.А. Система координатно-параметрического управления объектом с рециклом / Ивушкин К.А., Циряпкина А.В., Киселев С.Ф., Ивушкин А.А. и др. / Наукоемкие технологии разработки и использования минеральных ресурсов: сборник научных статей международной научно-практической конференции. - Новокузнецк: Издательский центр СибГИУ, 2014. - С. 201-210.

73. Системы автоматизации на основе натурно-модельного подхода: Монография в 3-х т. Т.2: Системы автоматизации производственного назначения / Л.П. Мышляев, А.А. Ивушкин, Г.П. Сазыкин и др.; Под ред. Л.П. Мышляева. - Новосибирск: Наука, 2006. - 483 с.

74. Применение физических моделей в схемах натурно-математического моделирования / Мышляев Л.П., Евтушенко В.Ф., Зельцер С.Р. // Известия ВУЗов. Черная металлургия, 2010, №12. - С. 65-67.

75. Натурно-математическое моделирование в системах управления: Учеб. пособие/В.П. Авдеев, С.Р.Зельцер, В.Я. Карташов, С.Ф. Киселев.-Кемерово: изд. КемГУ, 1987.-85 с.

76. Авдеев В.П., Кустов Б.А., Мышляев Л.П. Производственно-исследовательские системы с многовариантной структурой. -Новокузнецк: изд. КузбассФИАР, 1992. -188 с.

77. Подчуфаров Ю.Б. Физико-математическое моделирование систем управления и комплексов/Под ред. А.Г. Шипунова. -М.: Изд-во Физико-математической литературы, 2002.-268 с.

78. Проектирование систем контроля и автоматического регулирования металлургических процессов: пособие по курсовому и дипломному проектированию. / Г.М. Глинков, В.А. Маковский, С.Л. Лотман, М.Р. Шапировский; Под ред. Г.М. Глинкова. - Москва, «Металлургия», 1986. -352 с.

79. Утеуш Э.В., Утеуш З.В. Введение в кибернетическое моделирование. / Э.В. Утеуш, З.В. Утеуш - М.: Энергия, 1971 - 208 с.

80. Циряпкина А.В. Классификация объектов с рециклом и анализ влияния неопределенностей моделей на эффективность САР этих объектов / А.В. Циряпкина, Л.П. Мышляев, К.А. Ивушкин, В.В. Грачев // Извести ВУЗов. Черная металлургия, 2015. - №12. - С. 925 - 931.

81. Циряпкина А.В. Разновидность объектов с рециклами и особенности их управления / А.В. Циряпкина, Л.П. Мышляев // Наука и молодежь : проблемы, поиски, решения : труды Всероссийской научной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых Под общей редакцией профессора М.В. Темлянцева. - Новокузнецк, 2014. - С. 176 - 181.

82. Циряпкина А.В. Исследование эффективности систем управления объектами с рециклом / А.В. Циряпкина, А.А. Ивушкин, Л.П. Мышляев, К.А. Ивушкин // Труды Всероссийской научно-практической конференции

«Системы автоматизации в образовании, науке и производстве» AS'2015. -Новокузнецк: Издательский центр СибГИУ, 2015. - С. 121-127.

83. Циряпкина А.В. Моделирование систем управления объектами с рециклом / А.В. Циряпкина, Л.П. Мышляев, К.Г. Венгер, И.А. Леонтьев // Труды IV Всероссийской научно-практической конференции (с международным участием) «Моделирование и наукоемкие информационные технологии в технических и социально-экономических системах 2016». - Новокузнецк: Издательский центр СибГИУ, 2016. - С. 273-277.

84. Циряпкина А.В. Исследование САР объекта с рециклом «по параметрам» / А.В. Циряпкина, Л.П. Мышляев, К.А. Ивушкин, И.А. Леонтьев // Наукоемкие технологии разработки и использования минеральных ресурсов: сборник научных статей международной научно-практической конференции. - Новокузнецк: Издательский центр СибГИУ, 2016. - С. 364369.

85. Обогащение углей в тяжелых средах: [Электронный ресурс]: База знаний. URL: http: //knowledge. allbest. ru/geology/c-

c0b65625b3bd69a5c53a89421316c27.html. (Дата обращения: 04.12.2015);

86. Обогащение в тяжелых средах: [Электронный ресурс]: Горная энциклопедия. URL: http://www.mining-enc.ru/o/obogaschenie-v-tyazhelyx-sredax. (Дата обращения: 04.12.2015).

87. Переработка, обогащение и комплексное использование полезных ископаемых: [Электронный ресурс]: Конспект лекций для студентов специальности 050302 «Обогащение полезных ископаемых». URL: http://zavantag.com/docs/index-16575031-1.html?page=10. (Дата обращения: 04.12.2015).

88. Глухих С.Г. Анализ и перспективы обогащения углей в тяжелосредных гидроциклонах / Горный научно-аналитический бюллетень (научно-технический журнал), 2003. - том 3. - С. 141-142.

89. Кусков В.Б. Обогащение углей в гидроциклоне с автоматическим управлением / В.Б. Кусков, В.В. Львов // Записки Горного института. -Санкт-Петербург, Санкт-Петербургский горный университет, 2011. - С. 24-27.

90. Поваров А.И. Гидроциклоны на обогатительных фабриках / А.И. Поваров. - М.: Недра., 1978. - 267 с.

91. Радионов В.М. Адаптивное управление гидроциклоном как сложным динамическим объектов / В.М. Радионов // Известия Южного федерального университета. Технические науки. - Таганрог, 2014. - №4. -С. 28 - 35.

92. Дик И.Г. Моделирование гидродинамики и сепарации в гижроциклоне / И.Г. Дик, О.В. Матвиенко, Т. Неессе // Теоретические основы химической технологии, 200. - Т. 34, №5. - С. 478 - 488.

93. Методы идентификации промышленных объектов в системах управления / Емельянов С.В., Коровин С.К., Рыков А.С. и др. - Кемерово: Кузбассвузиздат, 2007. - 307 с.

94. Райбман Н.С. Построение моделей процессов производства / Н.С. Райбман, В.М. Чадеев. - М.: Энергия, 175. - 376 с.

95. Основы управления технологическими процессами / Под ред. Н.С. Райбмана. - М.: Наука: 1978. - 440 с.

96. Мышляев Л.П. Опыт идентификации промышленных объектов в системах управления / Л.П. Мышляев, Е.И. Львова, А.А. Ивушкин // Изв.вузов. Черная металлургия, 2005. - №6. - С. 163 -166.

97. Ротач В.Я. Расчет динамики промышленных автоматических систем регулирования / В.Я. Ротач. - М.: Энергия, 1973. - 440 с.

98. Авдеев В.П. Построение моделей в системах управления / В.П. Авдеев // Изв.вузов. Черная металлургия. - 1981. - №12. - С. 100-105.

99. Авдеев В.П. Производственно-исследовательские системы с многовариантной структурой / В.П. Авдеев, Б.А. кустов, Л.П. Мышляев / Кузбасский филиал Инж.академии. - Новокузнецк, 1992. - 188 с.

100. Авдеев В.П. К развити. Производственно-исследовательских автоматизированных систем управления / В.П. Авдеев, Л.П. Мышляев // Изв.вузов. Черная металлургия. - 1984. - №2. - С.130-137.

101. Авдеев В.П. Влияние улосвия управления на соответствие между параметрами технологических процесслв / В.П. Авдеев, В.Б. Корнев // Изв.вузов. Черная металлургия. - 1971. - №12. - С.156-158.

102. Кошелев А.Е. Опыт адаптации систем регулирования технологическими процессами / А,Е. Кошелев, В.И. Соловьев, Р.С. Айзатулов и др. // приборы и системы управления. - 1977. - №1. - С. 9-11.

103. Автоматизация управления углеобогатительными фабриками / Л.П. мышляев, С.Ф. Киселев, А.А. Ивушкин и др. / СИбГИУ. - Новокузнецк, 2003. - 304 с.

104. Основы автоматического управления / Под ред. В.С. Пугачева. - М.: Наука, 1974. - 719 с.

105. Веселая Г.Н. О математических моделях технологических процессов, полученных по данным пассивных наблюдений / Г.Н. Веселая, Н.В. Егорова: под ред. Г.К. Круг // Проблема планирования эксперимента. - М.: Наука, 1969. - С. 24 - 28.

106. Киселев С.Ф. Об испытаниях и настройке алгоритмов управления промышленными объектами / С.Ф. Киселев, Л.П. Мышляев, В.И. Соловьев и др. // Автоматическое управление в АСУ ТП. - М.: Энергоатомиздат, 1987. - С. 28-31;

107. Кипнис Ш.Ш. Техни.еский контроль на углеобогатительных фабриках / Ш.Ш. Кипнис. - М.: Недра, 1976. - 288 с.

108. Троп А.Е. Автоматическое управление технологическими процессами обогатительных фабрик / А.Е. Троп, В.З. Козин, Е.В. Прокофьев. -М.:Недра, 1986. - 303 с.

109. Тихонов О.Н. Автоматизация производственных процессов на обогатительных фабриках / О.Н. Тихонов. - М.: недра, 1985. - 272 с.

110. Киселев С.Ф. Испытания и настройкае алгоритмов управления промышленными объектами / С.Ф. Киселев, Л.П. Мышляев, А.А. Берлин // Автоматическое управление в АСУ ТП. - М.: Энергоатомиздат, 1987. - С. 35 - 38.

111. Циряпкина А.В. Создание информационного обеспечения системы автоматизации управления обогатительными фабриками / А.В. Циряпкина, В.В. Грачев, М.В. Шипунов // Труды VIII Всероссийской научно-практической конференции «Системы автоматизации в образовании, науке и производстве» AS'2011. - Новокузнецк: Издательский центр СибГИУ, 2011. - С. 168 - 174.

112. Шипунов М.В. Отображение информации в автоматизированных системах управления углеобогатительными фабриками / Шипунов М.В., Циряпкина

A.В., Чичендаев М.Г., Грачев В.В., Гафиятов Ж.М. // Наукоемкие технологии разработки и использования минеральных ресурсов: Материалы Международной научно-практической конференции: сборник научных статей. - Новокузнецк: Издательский центр СибГИУ, 2012. - С. 212-218.

113. Шипунов М.В. Информационное обеспечение систем управления углеобогатительными фабриками / Шипунов М.В., Ивушкин К.А., Грачев

B.В., Циряпкина А.В. // Труды Всероссийской научно-практической конференции «Системы автоматизации в образовании, науке и производстве» AS'2013. - Новокузнецк: Издательский центр СибГИУ, 2013. - С. 135-141.

114. Шипунов М.В. Создание мнемосхем промышленных комплексов с использованием БСЛОЛ-систем / Шипунов М.В., Ивушкин К.А., Грачев

B.В., Циряпкина А.В. // Труды Всероссийской научно-практической конференции «Системы автоматизации в образовании, науке и производстве» ЛБ'2013. - Новокузнецк: Издательский центр СибГИУ, 2013. - С. 175-184.

115. Шипунов М.В. Системы автоматизации управления углеобогатительными фабриками / Шипунов М.В., Ивушкин К.А., Циряпкина А.В., Мышляев Л.П. и др. // Вестник СибГИУ. - Новокузнецк: Изд.центр СибГИУ, - С. 4044.

116. Ивушкин К.А. Система автоматизации управления технологическим комплексом обогатительной фабрики «Калтанская-Энергетическая» / К.А. Ивушкин, В.В. Грачев, М.В. Шипунов и др. // Вестник Российской академии естественных наук (Западно-Сибирское отделение). 2015. №17. -

C. 31-36.

117. Ивушкин К.А. Современная система автоматизации управления углеобогатительной фабрики / К.А. Ивушкин, В.В. Грачев, Л.П. Мышляев,

A.В. Циряпкина и др. // Наукоемкие технологии разработки и использования минеральных ресурсов: сборник научных статей международной научно-практической конференции. - Новокузнецк: Издательский центр СибГИУ, 2015. - С. 203-211.

118. Грачев В.В. Особенности разработки информационного обеспечения систем автоматизации углеобогатительных фабрик нового поколения /

B.В. Грачев, М.В, Шипунов, К.А. Ивушкин, А.В. Циряпкина // Труды Всероссийской научно-практической конференции «Системы автоматизации в образовании, науке и производстве» ЛБ'2015. -Новокузнецк: Издательский центр СибГИУ, 2015. - С. 90-95.

119. Грачев В.В. Создание системы автоматизации управления углеобогатительной фабрикой «Калтанская-Энергетическая» / В.В. Грачев,

М.В. Шипунов, К.А. Ивушкин, Л.П. Мышляев, А.В. Циряпкина и др. // Труды Всероссийской научно-практической конференции «Системы автоматизации в образовании, науке и производстве» AS'2015. -Новокузнецк: Издательский центр СибГИУ, 2015. - С. 191-195.

120. Грачев В.В. Исследование и наладка средств автоматизации промышленных объектов с использованием испытательно-наладочных полигонов / В.В. Грачев, К.А. Ивушкин, А.В. Циряпкина, Л.П. Мышляев // Научное обозрение, 2015. - №15. - С. 477-483.

121. Киселев С.Ф. Регулирование плотности магнетитовой суспензии в условиях обогатительной фабрики «Матюшинская» / Киселев С.Ф., Циряпкина А.В., Линков А.А., Мышляев Л.П., Березин Д.Г. // Наукоемкие технологии разработки и использования минеральных ресурсов: сборник научных статей международной научно-практической конференции. -Новокузнецк: Издательский центр СибГИУ, 2013. - С. 193-198.

122. Грачев В.В. Разработка системы автоматизации управления углеобогатительной фабрики «Матюшинская» / Грачев В.В., Циряпкина А.В., Барагичев К.Е., Дмитриев В.О. // Труды Всероссийской научно-практической конференции «Системы автоматизации в образовании, науке и производстве» AS'2013. - Новокузнецк: Издательский центр СибГИУ, 2013. - С. 69-71.

123. Циряпкина А.В. Автоматизация тяжелосредных установок углеобогащения как объектов с рециклом / А.В. Циряпкина, Л.П. Мышляев, К.А. Ивушкин // Сборник научных трудов международной конференции «Современные инновационные технологии подготовки инженерных кадров для горной промышленности и транспорта 2015», Украина, Днепропетровск, 2015. - С. 243-250.

124. Мышляев Л.П. Регулирование плотности магнетитовой суспензии при обогащении углей / Мышляев Л.П., Макаров В.Н., Циряпкина А.В., Венгер К.Г. и др. // Труды Всероссийской научно-практической конференции

«Системы автоматизации в образовании, науке и производстве» ЛБ'2013. -Новокузнецк: Издательский центр СибГИУ, 2013. - С. 131-134.

125. Леонтьев И.А. Регулирование распределенных объектов на примере дозирования товарной продукции ОФ «Матюшинская» / И.А. Леонтьев, К.Г. Венгер, Ш.А. Файрушин, А.В. Циряпкина и др. // Труды Всероссийской научно-практической конференции «Системы автоматизации в образовании, науке и производстве» ЛБ'2015. -Новокузнецк: Издательский центр СибГИУ, 2015. - С. 289-295.

126. Авдеев В.П. К основам натурно-математического моделирования / В.П. Авдеев // Изв.вузов. Черная металлургия. - 1979. - №2 - С.128-131.

127. Зельцер С.Р. Способ реализации натурно-математического моделирования / С.Р. Зельцер, В.П. Авдеев, Е.Н. Тараборина // Изв. Вузов. Черная металлургия. - 1980. - №6. - С. 98-102.

128. Мышляев Л.П. Построение моделей управляемых объектов / Л.П. Мышляев, Е.И. Львова, С.Ф. Киселев / Моделирование, программное обеспечение и наукоемкие технологии в металлургии: труды Всероссийской научно-практической конференции СибГИУ. -Новокузнецк, 2000. - С. 200-202.

129. Авдеев В.П. Исследовательский комплекс на основе натурно-математического моделирования / В.П. Авдеев, Л.П. Мышляев, С.Р. Зельцер // Автоматизация моделирования и испытаний технических систем. - Владивосток: ДВНЦ АН СССР, 1983. - С. 20-33.

130. Авдеев В.П. Алгоритмы натурно-математического моделирования систем управления / В.П. Авдеев, С.Р. Зельцер, Л.П. Мышляев, В.И. Носырев //Алгоритмы управления металлургическим и машиностроительным производством. - Карловы Вары, 1980. - С. 250-256.

131. Авдеев В.П. О производственно-исследовательских системах на базе натурно-модельных блоков / В.П. Авдеев // Изв.вузов. Черная металлургия. - 1979. - №2. - С. 130-137.

ПРИЛОЖЕНИЕ А

ООО «НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИИ ЦЕНТР СИСТЕМ УПРАВЛНИЯ»

^осеия. 654007 Кемеровская область, г. Новокузнецк, ул. Кирова. 42. 526М тел. 78-43-44. факс 74-88-89. E-mail: nicsufijngs.ru

ООО «Научно-исследовательский

Заместитель директора

тМ M.ljfij! 2о/^г.

центр систем управления»

г.

на jVs_ от «_»_20_г.

■¿'¿¿С << £---М.в. Шипунов

справка

об использовании и внедрении результатов диссертационной работы A.b. Циряпкиной «Методы и алгоритмы управления объектами с рециклом»

Результаты диссертационной работы A.B. Циряпкиной по информационному, математическому и техническому обеспечению использованы при проектировании систем управления углеобогатительными фабриками.

1. Обогатительная фабрика ГОК «Жерновский», договор № 14/07-11;

2. Обогатительная фабрика «Энергетическая» в филиале «Калтанский угольный разрез», договор № 07/06-12;

3. Обогатительная фабрика «Матюшинская», договор № 12/10-10;

4. Обогатительная фабрика ООО «Шахтоуправление «Садкинское», договор № 04/03-13.

На углеобогатительных фабриках «Энергетическая» (г. Калтан) и «Матюшинская» (г. Прокопьевск) внедрены и функционируют системы управления плотностью магнетитовой суспензии на тяжелосредных гидроциклонах и тяжелосредных сепараторах.

В.В. Грачев

М.В. Ляховец

ПРИЛОЖЕНИЕ Б

Перечень основных и вспомогательных агрегатов и оборудования технологического комплекса ОФ «Матюшинская», контроль состояния и управление которыми возлагается на проектируемую систему автоматизации

управления.

Основное технологическое оборудование приема, подготовки и складирования рядовых углей:

- питатели пластинчатые поз. 955, 956;

- конвейер ленточный поз. 980;

- перегружатель конвейерный радиальный поз. 981;

- пробоотбиратель маятниковый поз. 993;

- проборазделочная машина поз. 994;

- элеватор ковшевый поз. 995;

- железоотделитель подвесной поз. 992;

- весы вагонные поз. 950;

- вагонотолкатель поз. 951 (поставляется комплектно с системой управления).

- пластинчатый питатель поз. 401;

- валково-шнековая дробилка поз. 402;

- конвейер ленточный поз. 450;

- аккумулирующие бункеры рядового угля;

- питатели качающиеся поз. 451, 452.

Вспомогательное оборудование:

- установки приточной вентиляции П1 -П3 помещений участка углеприемных ям;

- установки вытяжной вентиляции В1 - отсос от укрытия конвейера поз. 980;

- вентилятор В1 местного отсоса установки дробления:

- установки вытяжной вентиляции В1 -В2 отсос от укрытия конвейеров поз. 51 и 52;

- вентиляторные установки ВЕ1-ВЕ4 проветривания аккумулирующих бункеров рядового угля;

- установка приточной вентиляции П1 помещения аккумулирующих бункеров рядового угля;

- агрегаты электронасосные.

Оборудование поз. 401, 450, 451, 452, 955, 956, 980, 981 оснащается частотно регулируемыми электроприводами.

Основное оборудование главного корпуса. Блок обогащения угля кл. +13 (+25) мм:

- конвейер ленточный поз. 51 с конвейерными весами поз. 53;

- конвейер ленточный поз. 52 с конвейерными весами поз. 54;

- пробоотбиратели маятниковые поз. 55, 56, 147, 175;

- проборазделочные машины поз. 57, 58, 148, 176;

- элеваторы ковшевые поз. 149, 177,

- грохоты инерционные поз. 59, 60, 69, 70;

- конвейер ленточный поз. 134, 135;

- сепаратор колесный тяжелосредный поз. 68;

- дробилка валково-шнековая поз. 71;

- насосы центробежные поз. 73, 74, 75, 145;

- агрегат электронасосный поз. 143;

- насос центробежный вертикальный поз. 146;

- магнитные сепараторы поз.72/1, 72/2;

- электрифицированные задвижки подачи добавочной воды в зумпфы;

- электрифицированные задвижки подачи воды на грохоты;

- зумпфы кондиционной и некондиционной суспензии;

- зумпф сбора смывных вод.

Оборудование поз. 73, 74, 143 оснащается частотно регулируемыми электроприводами.

Оборудование поз. 51, 52, 145 оснащается устройствами плавного пуска электропривода.

Блок обогащения угля кл. 1-13(25) мм:

- тяжелосредные гидроциклоны поз. 77, 78;

- грохоты инерционные поз. 63, 64, 81, 82, 87;

- насосы центробежные поз. 66, 85, 89;

- центрифуги вибрационные поз. 83, 84;

- магнитные сепараторы поз.88/1, 88/2;

- насос центробежный вертикальный поз. 160;

- зумпф некондиционной суспензии;

- змпф питания тяжелосредных гидроциклонов;

- зумпф фугата;

- электрифицированные задвижки подачи добавочной воды в зумпфы;

- электрифицированные задвижки подачи воды на грохоты. Оборудование поз. 66, 85, 89 оснащается частотно регулируемыми

электроприводами.

Блок обогащения угля кл. 0.1-1 мм:

- гидроциклоны поз. 93/1, 93/2, 107, 108;

- насосы центробежные поз. 67/1, 67/2, 97, 104, 106/1, 106/2, 114/8, 115/8;

- центрифуги поз. 102, 103;

- зумпфы питания гидроциклонов;

- зумпф концентрата спиральных сепараторов;

- зумпф питания гипербар-фильтров;

- грохот инерционный поз. 109;

- флотомашины поз. 110/1, 110/2, 110/3 (поставляются комплектно с системой управления);

- гипер-бар фильтры поз. 114, 115 (поставляются комплектно с системой управления);

- конвейер ленточный поз. 136;

- установка приготовления флотореагента (поставляется комплектно с системой управления);

- система дозирования флотореагента поз 111/1, 111/2 (поставляется комплектно с системой управления);

- контактный чан КЧ-25 поз. 112.

Оборудование поз. 67/1, 67/2, 97, 104, 106/1, 106/2 оснащается частотно регулируемыми электроприводами.

Отделение сгущения и обезвоживания шламов:

- насосы центробежные поз. 114/6, 115/6, 114/7, 115/7, 116, 119, 120, 121/1, 121/2, 122/1, 122/2, 123/1, 123/2 126, 129;

- насос погружной поз. 482;

- зумпф фильтрата;

- зумпф фильтрата фильтр-прессов;

- бак чистой воды;

- бак оборотной воды;

- аврийная емкость;

- гарнитура радиальных сгустителей поз. 117, 118;

- фильтр-прессы ленточные поз. 121, 122, 123;

- конвейер ленточный поз. 137;

- агрегаты электронасосные поз. 138, 140, 141, 142, 144

- агрегаты электронасосные позиции не определены - 3 шт.;

- клапаны подачи воздуха на фильтр-прессы;

- клапаны подачи воды на фильтр-прессы;

- зумпф с мешалкой поз. 124;

- компрессоры рабочего воздуха поз. 114/3, 114/4, 115/3, 115/4;

- компрессоры управляющего воздуха поз. 121/3, 122/3, 123/3;

- установки приготовления анионного и катионного флокулянта поз. 127, 128 (поставляется комплектно с системой управления).

Оборудование поз. 116, 119, 120, 126, 137 оснащается частотно регулируемыми электроприводами.

Оборудование поз. 129 оснащается устройствами плавного пуска электропривода.

Вспомогательное оборудование:

- агрегаты электронасосные поз 161, 162, 163, 164, 165;

- установки вытяжной вентиляции В1 -В33 участков и помещений Главного корпуса;

- установки приточной вентиляции П1-П12 и П14-П20 участков и помещений Главного корпуса;

Отделение складирования и отгрузки породы:

- конвейер ленточный поз. 501 с конвейерными весами поз. 506;

- бункер породы;

- питатель качающийся поз. 503. Вспомогательное оборудование:

- установка вытяжной вентиляции В1 бункера породы;

- установки приточной вентиляции П1-П2 помещений бункера породы. Оборудование поз. 501 оснащается устройствами плавного пуска

электропривода.

Основное оборудование склада товарной продукции с пунктами

перегрузки.

Перегрузка №1:

- конвейер ленточный поз. 550 с влагомером и золомером;

- конвейер ленточный поз. 551;

- грохот инерционный поз. 553;

- установки вытяжной вентиляции В2-В3 здания Перегрузки 1. Открытый склад товарной продукции:

- конвейер ленточный поз. 601 с конвейерными весами поз. 603;

- конвейер ленточный поз. 602 с конвейерными весами поз. 604;

- конвейеры ленточные поз. 605, 606;

- тележки разгрузочные поз. 607, 608;

- питатели качающиеся поз. 622-643;

- аспирационные установки питателей;

- установки вытяжной вентиляции В1-В4 тоннеля под складом;

- установки приточной ветиляции П1-П4 тоннеля под складом. Укрытый склад товарной продукции:

- конвейер ленточный поз. 700 с конвейерными весами поз. 730, влагомером и золомером;

- конвейеры ленточные поз. 701, 702, 724, 725;

- тележки разгрузочные поз. 703, 704;

- плужковые сбрасыватели поз. 726, 727;

- питатели качающиеся поз. 705-720;

- аспирационные установки питателей;

- установки вытяжной вентиляции В1-В5 тоннеля под складом;

- установки приточной ветиляции П1-П5 тоннеля под складом. Перегрузка №2:

- конвейер ленточный поз. 801;

- конвейер ленточный поз. 802 с конвейерными весами поз. 614;

- конвейер ленточный поз. 803 с конвейерными весами поз. 615;

- грохоты инерционные поз. 804, 805;

- пробоотбиратели маятниковые поз. 806, 807;

- проборазделочные машины поз. 808, 809;

- элеваторы ковшевые поз. 810, 811;

- установки вытяжной вентиляции В2-В3 здания Перегрузки 2;

- установки приточной ветиляции П1 здания Перегрузки 2. Вспомогательное оборудование:

- агрегаты электронасосные дренажных систем.

Оборудование поз. 550, 601, 602, 605, 606, 700, 701, 702, 720, 724, 725 оснащается частотно регулируемыми электроприводами.

Питатели поз. 622-643 оснащаются десятью частотно регулируемыми электроприводами и схемой избирательного включения частотных преобразователей в цепи питания и управления электродвигттелями питателей.

Питатели поз. 705-719 оснащаются шестью частотно регулируемыми электроприводами и схемой избирательного включения частотных преобразователей в цепи питания и управления электродвигттелями питателей.

Оборудование поз. 801, 802, 803 оснащается устройством плавного пуска электропривода.

Основное оборудование погрузочного пункта с укаткой:

- конвейеры ленточные поз. 901, 902;

- весы вагонные поз 903, 904;

- устройства погрузочные;

- установки для уплотнения угля в вагонах поз. 911, 912;

- вагонотолкатели поз. 905, 906 (поставляется комплектно с системой управления);

- установки вытяжной вентиляции В1 -В2 производственных помещений погрузки;

- установки приточной ветиляции П3 помещений операторов погрузки;

- установки приточной ветиляции П1 -П2 обогрева погрузочных желобов.

Оборудование поз. 901, 902 оснащается устройством плавного пуска электропривода.