Электронная библиотека Веда
Цели библиотеки
Скачать бесплатно
Доставка литературы
Доставка диссертаций
Размещение литературы
Контактные данные
Я ищу:
Библиотечный каталог российских и украинских диссертаций

Вы находитесь:
Диссертационные работы России
Технические науки
Автоматизированные системы управления и прогрессивные информационные технологии

Диссертационная работа:

Пикина Галина Алексеевна. Методологические основы построения аналитических моделей теплоэнергетических процессов : диссертация ... доктора технических наук : 05.13.06 / Пикина Галина Алексеевна; [Место защиты: Моск. энергет. ин-т].- Москва, 2006.- 386 с.: ил. РГБ ОД, 71 07-5/731

смотреть введение
Введение к работе:

Актуальность проблемы. Качество разрабатываемых систем автоматического управления во многом зависит от точности используемых математических моделей объекта и совершенства алгоритмов управления В тех случаях, когда объект еще только проектируется или необходимые экспериментальные исследования невозможны, прибегают к разработке аналитических моделей В основе аналитических моделей лежат уравнения физико-химических законов, коэффициенты которых включают в себя конструктивные и технологические параметры объекта Поэтому аналитические модели наиболее полно раскрывают внутреннюю структуру и сущность процессов в объекте, что позволяет сформулировать предложения по изменению отдельных параметров в направлении обеспечения устойчивости и управляемости проектируемого объекта В тех режимах, когда проявляется существенная нелинейность объекта (например, в аварийных режимах и в режимах пуска и останова), аналитические модели являются практически единственным способом математического описания его свойств Кроме того, аналитические модели позволяют определять изменение тех параметров, которые на реальном объекте не измеряются

Роль аналитических моделей усилилась в связи с появлением новых технологий и новых математических методов оптимального управления, внедрением алгоритмов прогнозирования и диагностики оборудования, разработкой тренажеров различної о назначения

Одним из действенных путей повышения точности моделей гидродинамических и тепловых процессов является учет распределенности параметров сред по пространственным координатам Нерешенной проблемой остается расчет динамических характеристик моделей теплообменников с противоточной схемой движения теплоносителей, так как использование формального математического аппарата двойного

преобразования Лапласа вступает в противоречие с задаваемыми граничными условиями Практически отсутствуют разработки аналитических моделей многоточечного приближения, хотя в цифровом виде именно такие модели представляют собой наибольший интерес

Явное смещение центра тяжести в сторону аналитических моделей увеличивает потребность в квалифицированных специалистах в области математического моделирования И в этой связи разработка методологии построения аналитических моделей, дальнейшее их совершенствование, сравнение моделей различной степени приближения и сопоставление их с экспериментальными данными является, безусловно, актуальной задачей

Целью диссертационной работы является создание теоретических и методологических основ построения аналитических моделей теплоэнергетических процессов

Достижение поставленной цели требует решения следующих задач

на основании накопленного отечественного и зарубежного опыта и дальнейшего развития научных основ разработать методологию построения аналитических моделей тепло-гидравлических процессов в энергетике,

выполнить дальнейшее совершенствование моделей с распределенными параметрами, могущими служить эталоном при оценке качества более простых моделей,

разработать модели многоточечного приближения, ориентированные на их использование в инженерной практике,

- исследовать качество моделей различной степени приближения на
примерах реальных теплообменных устройств и систем автоматического
регулирования

Научная новизна работы состоит

- в создании единой методологии построения аналитических моделей
теплообменных устройств ТЭС и АЭС различного вида конвективных с

однофазными теплоносителями, конвективных с наружным теплоносителем на линии насыщения, радиационных,

в выполнении сравнительного анализа различных моделей теплопередающеи стенки и разработке метода эффективной коррекции статической модели плоской стенки,

в получении динамических характеристик распределенных и многоточечных аналитических моделей гидродинамики однофазного одномерного потока и их сравнении с динамическими характеристиками точечных моделей,

- в разработке математических моделей конвективного теплообменника,
отражающих распределение параметров обоих теплоносителей и
теплопередающеи стенки, с использованием двойного преобразования
Лапласа и теории графов,

- в разработке методики безитерационного расчета динамических
характеристик противоточных теплообменников,

в получении моделей многоточечного приближения для конвективных теплообменников с однофазными теплоносителями, конвективных теплообменников с наружным теплоносителем на линии насыщения и радиационных теплообменников,

в построении аналитических моделей конвективных теплообменников, учитывающих перемени ьій коэффициент теплоотдачи и теплоемкость внутреннего теплоносителя, и выводе формул для поправочных коэффициентов динамических характеристик,

в разработке и внедрении в учебный процесс программы для ЭВМ «Расчет динамических характеристик поверхностей теплообмена»,

в ппсгановке задачи и непосредственном участии при расчетах и исследованиях характеристик моделей реальных поверхностей нагрева ТЭС и АЭС

Практическая ценность работы состоит в том, что разработанная теория и методология построения аналитических моделей теплообменных устройств ТЭС и АЭС могут быть использованы инженерами и научными работниками при создании моделей теплоэнергетических и гидродинамических процессов для решения широкого круга задач синтез систем автоматического регулирования, формулирование рекомендаций по изменению конструкции проектируемых теплообменников, построение алгоритмов диагностики, прогнозирования и оптимального управления, разработка тренажеров различного назначения

Получеїшьіе распределенные и многоточечные модели с результатами их сравнительного анализа переданы в институт «Мосэнергопроект» и ЗАО «Тренажеры для электростанций» и используются в настоящее время при разработке компьютерных тренажеров для электростанций в, в частности, при решении вопроса о выборе числа разбиений поверхностей теплообмена котлов ТПП-210А и ТП-87

Результаты работы применялись в течение 15 лет в учебном процессе на кафедре АСУ ТП Московского энергетического института

Достоверность и обоснованность результатов работы обусловлена строгостью применения математического аппарата, применением различных методов при выводе дифференциальных уравнений и получении передаточных функций, асимптотическим приближением характеристик многоточечной модели к характеристикам распределенной модели, совпадением частных случаев предложенной распределенной модели с моделями других авторов, хорошим совпадением характеристик аналитических моделей с экспериментальными характеристиками

Апробация работы. Результаты работы были представлены на международных научно-технических конференциях Control-2003 и Control-2005, на конференциях МЭИ и ИЭИ, апробированы в учебном процессе

кафедры АСУ ТП МЭИ, использовались при разработке компьютерных тренажеров для электростанций в ЗАО «Тренажеры для электростанций»

Публикации. Основное содержание выполненных исследований, научных и методологических разработок изложено в 11 учебных пособиях, 8 журнальных статьях, 12 тезисах и докладах на конференциях

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, десяти глав, заключения, библиографического списка использованной литературы и двух приложений Работа изложена на 386 страницах машинописного текста, включает 199 рисунков и 7 таблиц, 185 наименований использованных литературных источников

Подобные работы
Рубашкин Александр Самуилович
Теоретические основы построения всережимных аналитических моделей тепломеханических процессов и систем управления энергоблоков ТЭС
Шептунов Сергей Александрович
Построение автоматизированного машиностроительного производства на основе структурно-функциональных моделей процесса создания изделия
Газетдинова Светлана Геннадьевна
Автоматизированная поддержка управления инструментальным обслуживанием производства на основе моделей дискретных процессов с приоритетами с использованием экспертных оценок
Волкова Ольга Рудольфовна
Повышение эффективности испытаний автоматизированных систем на основе конструирования моделей случайных процессов с заданными статистическими характеристиками
Борисов Андрей Львович
Автоматизированная система управления технологической безопасностью непрерывных химико-технологических процессов на основе дискретных моделей (На примере производства слабой азотной кислоты)
Артюгин Михаил Николаевич
Развитие методологии сервисного подхода к управлению ИТ-подразделением предприятия на основе типовой модели деловых процессов
Месягутов Игорь Фаритович
Адаптивная система управления процессом механообработки на основе нечеткой динамической модели
Митяев Павел Александрович
Идентификация нелинейных схемных моделей электроэнергетических процессов в дуговых печах на основе ортогональных многочленов
Ризванов Константин Анварович
Информационная система поддержки процессов испытаний ГТД на основе организационно-функциональной модели
Кирилина Анастасия Николаевна
Повышение эффективности управления процессом лазерного термического упрочнения лезвийного инструмента на основе математических моделей

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