Диплом, курсовая, контрольная работа
Помощь в написании студенческих работ

Автоматизированная система управления процессом остановки плотов способом прижима

Диссертация: Автоматизированная система управления процессом остановки плотов способом прижима
ДиссертацияПомощь в написанииУзнать стоимостьмоей работы

Одной из характерных особенностей современной эпохи является все возрастающее внимание к проблемам управления. Как никогда прежде, ощущается потребность в плодотворном и эффективном использовании природных богатств, огромных людских ресурсов, материальных и технических средств. Говоря о наиболее приметных явлениях научно-технического прогресса в XX веке, обычно > называют расщепление атома… Читать ещё >

Содержание

  • Глава 1. Концептуальное обеспечение АСУТП
  • Глава 2. Автоматизированная система управления остановкой плотов способом прижима
    • 2. 1. Основные принципы АСУТП
    • 2. 2. Назначение, цели и функции АСУТП
    • 2. 3. Техническое обеспечение
  • Глава 3. Математическое обеспечение АСУТП остановки плотов способом прижима
    • 3. 1. Движения объектов при наличии сил сопротивления среды
    • 3. 2. Базовые положения теории вариационного исчисления и оптимального управления
    • 3. 3. Анализ зависимостей сил сопротивления воды движению плотов
    • 3. 4. Оптимальное управление плотами
    • 3. 5. Синтез оптимального управления плотами
  • Глава 4. Программное обеспечение АСУТП остановки плотов способом прижима
    • 4. 1. Программное обеспечение АСУТП
    • 4. 2. Информационное обеспечение АСУТП
    • 4. 3. Программное обеспечение АСУТП остановки плотов способом прижима
    • 4. 4. Анализ эффективности
  • АСУТП ОПСП

Автоматизированная система управления процессом остановки плотов способом прижима (реферат, курсовая, диплом, контрольная)

Одной из характерных особенностей современной эпохи является все возрастающее внимание к проблемам управления. Как никогда прежде, ощущается потребность в плодотворном и эффективном использовании природных богатств, огромных людских ресурсов, материальных и технических средств. Говоря о наиболее приметных явлениях научно-технического прогресса в XX веке, обычно > называют расщепление атома, освоение космоса, создание электронной вычислительной техники. На этом фоне теория управления выглядит пока менее эффектно, хотя в развитии современной цивилизации она уже играет выдающуюся роль, и есть основание думать, что в будущем эта роль станет еще значительней.

Всюду, где имеется возможность активного участия человека, возникает проблема отыскания наилучшего, или, как говорят, оптимального из возможных управлений. Вызванные к жизни потребностями экономики и техники, оптимизационные проблемы потребовали в свою очередь создания новых разделов математики.

В 40-х годах исследование задач экономики породило новое направление анализа, получившее название линейного и выпуклого программирования. В те же годы приобрели актуальность задачи управления летательными аппаратами и технологическими процессами сложной структуры. Соответствующая математическая теория была создана в середине пятидесятых годов и получила название теории оптимального управления. Выдающуюся роль сыграл в этом «принцип максимума» JI. С. Понтрягина. В теории оптимального управления произошел синтез идей и методов исследования, с одной стороны восходящих к классикам вариационного исчисления, а с другой — вполне современных. Ее развитие самым существенным образом связано с именами советских математиков.

Актуальность темы

: В связи с тем, что лесная отрасль занимает в экономике Ангаро — Енисейского региона третье место, возникает необходимость в дальнейшей ее совершенствовании. Создание современных эффективных технологий на основе информационной поддержки решений (CALS/ИПИ) требует автоматизации разнообразных технологических процессов.

Водный транспорт леса, играющий значительную роль в функционировании лесной отрасли, является одним из наименее компьютеризованных и его совершенствование имеет своей перспективой развитие автоматизированных систем управления с использованием спутниковой системы позиционирования в рамках систем GPS/GLONASS.

Актуальность использования систем GPS/GLONASS обусловлена необходимостью точного определения местоположения плота в процессе оптимального управления его остановкой.

Цель работы заключается в совершенствовании технологии процесса остановки плотов способом прижима (ОПСП) на основе автоматизированной системы управления с применением позиционирования в систем GPS/GLONASS.

Данная цель достигается за счет решения следующих задач:

1. Анализа особенностей технологического процесса ОПСП;

2. Изучения результатов исследований для разработки и реализации концептуального, математического, программного и технического обеспечений АСУ ТП и анализа результатов теоретических исследований в области задач синтеза оптимального управления;

3. Регламентации технологической схемы для разработки математической модели и представлении ОПСП в виде задачи синтеза оптимального управления;

4. Получении аналитического решения задачи синтеза оптимального управления, обосновании на его основе режимов оптимального управления движением плотов и построении алгоритма управления процесса ОПСП;

5. Разработки программного и технического обеспечений АСУТП ОПСП.

Научная новизна и теоретическая ценность.

1. Регламентирована технологическая схема и разработана математическая модель процесса ОПСП.

2. Для полученной модели решена задача синтеза оптимального управления и обоснованы режимы оптимального управления движением плотов.

3. Впервые получена зависимость времени переключения режимов управления движением плота от геометрических и технических параметров плота и рейдов приплава, что позволяет на основе измерений текущего состояния объекта построить АСУ ТП по закону обратной связи.

4. Разработаны математическое и программное обеспечение системы автоматизированного управления движения плотов. к

Практическая ценность работы состоит в:

1. разработке программного и технического обеспечений АСУТП ОПСП;

2. повышении эффективности ОПСП за счет сокращении времени остановки на 31 — 41% и экономии ГСМ на 33 — 46% в зависимости от параметров рейда приплава и вида движения плота в результате эксплуатации разработанной АСУТП;

3. использовании теоретических результатов и системы оптимального управления процессом остановки плотов способом прижима в учебном процессе по дисциплине «Автоматизация измерений, испытаний и контроля».

Заключение

Теоретические и экспериментальные исследования, выполненные в диссертационной работе, позволяют сформулировать следующие основные результаты:

1. Впервые рассмотрен в виде задачи синтеза оптимального управления процесс ОПСП и получено аналитическое решение, включая зависимость время переключения режимов управления движением плота от геометрических и технических параметров плота и рейда приплава.

2. На основе аналитического решения обоснованы режимы оптимального управления движением плотов.

3. Создана АСУТП ОПСП, в составе которой разработано математическое и программное обеспечение.

4. На основе эксплуатации созданной АСУ ТП ОПСП повышена эффективность процесса за счет уменьшения времени остановки на 31 — 41% и экономии ГСМ на 33 — 46% в зависимости от параметров рейда приплава.

Показать весь текст

Список литературы

  1. Ю.П. Предпланирование эксперимента Текст. М.: Знание, 1978.- 72с.
  2. , Ю.П. Планирование эксперимента при поиске оптимальных условий Текст. / Ю. П. Адлер, Е. В. Маринова, Ю. В. Грановский. -М.: Наука, 1976. -254с.
  3. , А.Д. Гидравлика и аэродинамика Текст.: Учеб. для вузов / А. Д. Альтшуль, Л. С. Животовский, Л. П. Иванов. М.: Стройиздат, 1987. — 414 е.: ил.
  4. , Б.Р. Избранные главы теории автоматического управления Текст. / Б. Р. Андриевский, А. Л. Фрадков. СПб.: Наука, 2000. — 475 с.
  5. , С.Л. Методы оптимизации эксперимента в химической технологии Текст. / С. Л. Ахназарова, В. В. Кафаров. М.: Высшая школа, 1985. -326 с.
  6. , Б.В. Экспериментальные исследования присоединенной массы и сопротивления воды для прямоугольного понтона Текст. / Б. В. Балашов // В кн. -Труды координационных совещаний по гидротехнике // Л.: «Энергия», 1971.-Вып.66, с.147−152.
  7. , Б. Методы оптимизации Текст.: Вводный курс- Пер. с англ. связь, 1988. — 128 с: ил. ISBN 5−256−52−7.
  8. , В.А. Динамическое взаимодействие лесотранспортных единиц с водным потоком Текст. Автореферат на соискание ученой степени кандидата технических наук. Архангельск 2003.
  9. , Н.С. Численные методы Текст. / Н. С. Бахвалов // М.: Наука, 1975,480 с.
  10. , В.В. Автоматизированные системы управления предприятиями Текст.: Учеб. пособие / В. В. Брага, JI.A. Вдовенко, Г. Д. Савичев- Под. ред. Г. А. Титоренко. М.: Финансы и статистика, 1983. — 263 е., ил.
  11. , С.Х. Водный транспорт леса и механизация лесосплавных работ Текст. / Будыка С. X., Манухин Г. А., Пименов А. Н. // Минск: Высшая школа, 1970 г.
  12. , Г. И. Тяга судов Текст. / Г. И. Ваганов // М.: Транспорт, 1986,200 с.
  13. , В.И. Вариационное исчисление и оптимальное управление Текст.: Учеб / В. И. Ванько, О. В. Ермошина, Г. Н. Кувыркин // М.: Изд-во МГТУ им. Н. Э. Баумана, 1999,488 с.
  14. , А.В., Белоглазова В. И. Управляемость винтового судна Текст. / А. В. Васильев, В. И Белоглазова // М.: Транспорт, 1986. 200 с.
  15. Я.И. Сопротивление воды движению судов Текст. Л.: Судостроение, 1964. — 542 с.
  16. , П.С. Экспериментальные исследования коэффициентов присоединенных масс для параллепипедов с учетом мелководья. Присоединенные массы Текст. / П. С. Воробьев / В кн. Сб.научн.тр.НИИВТа // М.: — 1966.-е 3−9.
  17. , Э. М. Оптимизация: теория, примеры, задачи Текст. / Э. М. Галеев, В. М. Тихомиров — М: Элиториал УРСС, 2000. — 320 с.
  18. , В.Я. Техника научного эксперимента Текст. / В. Я. Гальчук, А. П. Соловьев // Из-во судостроение, 1982 г.
  19. Гидродинамический тормоз для остановки плота Текст.: Авт. свид. на изобретение № 350 726 / Л. В. Мельников, К. А. Чекалкин.
  20. Гидродинамический тормоз для остановки плота Текст.: Заявка на изобретение № 1 921 214 / Л. В. Мельников, К. А. Чекалкин.
  21. Гидродинамический тормоз для остановки плота Текст.: Заявка на изобретение № 2 074 602 / JI.B. Мельников, К. А. Чекалкин.
  22. , Ф. Практическая оптимизация Текст. / Ф. Гилл, У. Мюррей, М. Райт Пер. с англ.—М.: Мир, 1985. — 509 с, ил.
  23. , А. А. Плотовой сплав леса Текст. / А. А. Гоник // М.:Гослесбумиздат, 1951.-230с.
  24. Диспетчерский справочник на суда Енисейского речного пароходства Текст. М.: Транспорт, 1971. — 200 с.
  25. , А.И. Основы теории управления Текст. М.: ФИЗМАТЛИТ, 2004. — 504 с.
  26. , А.А. Теория автоматического управления Текст.: Учебник для вузов. -2-е изд., перераб. и доп. Спб.: Политехника, 2003. — 302 с.
  27. , А.Н. Ошибки измерений физических величин Текст. / А. Н. Зайдель // Л.: Наука, 1974. 108 с.
  28. , Л. Статистическое оценивание Текст. М.: Статистика, 1975.350 с.
  29. , В.В. Тяги речных судов Текст. М.: Речиздат, 1940.
  30. Зогг, Ж.-М. Основы GPS Текст. // М.: Мир, 2005 г, 94 с.
  31. , С.С. Гидравлика судовых систем Текст. Л.: Судостроение, 1970.-239 с.
  32. , С.М. Технология рейдовых работ, сплоточные машины Текст. / С. М. Иванов, B.C. Найман М.: Лесная пром-сть, 1990. — 264 с.
  33. Инструкция по проектированию лесосплавных предприятий Текст. / Минлеспром СССР // М., 1978. 293с.
  34. Исследование на моделях и разработка мероприятий по улучшению условий лесосплава в бассейне р.Чуна. (отчет) Текст., 128/2, № гос. per. 80 062 195. СТИ. Радюк А. Л. Красноярск 1980. 68 с.
  35. К.А. Чекалкин. Об оптимальном режиме торможения плотов при остановке в пунктах прибытия Текст. / Изв.высш.учеб.заведений. Лесн. журнал.-1973.-№ 1 с 45−51.
  36. , Э. Справочник по обыкновенным дифференциальным уравнениям Текст., [5-е изд.]. М.: Наука, 1976 г.
  37. , А.А. Водный транспорт леса Текст.: Учебник для вузов. /
  38. A.А. Камусин, Ю. Я. Дмитриев, А. Н. Минаев / Под ред. В. И. Патякина // М.: МГУЛ. 2000.-432 с.
  39. Ким, Д. П. Теория автоматического управления Текст. Т. 1. Линейные системы. М.: ФИЗМАТЛИТ, 2003. — 288 с. — ISBN 5−9221−0379−2.
  40. Ким, Д. П. Теория автоматического управления. Т. 2. Многомерные, нелинейные, оптимальные и адаптивные системы Текст.: Учеб. пособие. М.: ФИЗМАТЛИТ, 2004. — 464 с. — ISBN 5−9221−0534−5.
  41. , В.П. Водные ресурсы и основы водного хозяйства: Учебное пособие для вузов Текст. Красноярск: Сиб. ГТУ, 1999. — 219 с.
  42. , В.П. Движение лесотранспортных единиц в водном потоке на участках разгона Текст. // Межвуз. сб. науч. тр. КГУ и СТИ. Водный транспорт леса/ Отв. ред. Б. А. Ильин. Красноярск. — 1977. — Вып.5. — С.21-г26
  43. , В.П. Лесопромышленный комплекс: состояние, проблемы, перспектива Текст. // Межвуз., сб., науч., тр. Лесоэксплуатация. СибГТУ/ Отв. ред.
  44. B.П.Корпачев. Красноярск. — 1998. — С.8-И8.
  45. , В.П. Некоторые вопросы неравномерного движения тела при продвижении его по воде Текст. // Сб. науч. тр. Лесоинженерное дело и механическая технология древесины. СТИ/ Отв. ред. Б. А. Ильин. Красноярск. -1967. — Вып.41. — С.78-г88
  46. , В.П. Общий вид дифференциальных уравнений движения лесотранспортных единиц в водном потоке Текст. // Сб. науч. тр. ЛТА им.
  47. С.М.Кирова. Технология, комплексная механизация лесозаготовительных работ и транспорт леса/Отв. ред. Б. А. Ильин. Л.: — 1972. -Вып.145. -С.112-Т-117.
  48. , В.П. Сопротивление воды движению лесотранспортных единиц в водном потоке Текст.: Учебное пособие / В. П. Корпачев, Ю. И. Рябоконь -Красноярск, РИО СТИ, 1978, 62с.
  49. , В.П. Теоретические исследования параметров плота при его разгоне Текст. // Межвуз., сб., науч., тр. Лесосечные, лесоскладские работы и сухопутный транспорт леса. ЛТА/ Отв. ред. Б. А. Ильин. Л.: -1972. — Вып 1. — С. 82-ь87
  50. , В.П. Транспорт леса. Теоретические основы водного транспорта леса Текст.: Учебное пособие для вузов. Красноярск: КГТА, — 254 с.
  51. , Н.И. Водный транспорт леса Текст. / Н. И. Лебедев, Поминова Г. И. М.: Лесная пром-сть, 1965. — 398 с.
  52. Лесоэксплутация и лесосплав Текст. / Обзорная информация, выпуск 20 //Москва, 1986.
  53. , С. В. Курс лекций по методам оптимизации Текст. — Ижевск: НИЦ «Регулярная и хаохаотическая динамика», 2001, 368 стр.
  54. М.М. Овчинников, П. М. Родионов. Сопротивление движению хлыстовых плотов Текст. / Лесн. пром-ть.-1979. № 6.- с 28−29.
  55. , Л.В. Инерционные характеристики плотов при остановке водными парашютами Текст. / Л. В. Мельников, К. А. Чекалкин /Водный транспорт леса. Межвузовский сборник научных трудов // Красноярск, 1977 г, Вып № 5.
  56. , А.К. Исследование гидродинамических характеристик четырехпачкового хлыстового пучка Текст. / А. К. Милованов / В кн.: Механизация рейдовых работ на лесосплаве // Сборник трудов ЦНИИ лесосплава, 1975 г, № 20.
  57. , А.А. Исследование гидродинамических и инерционных характеристик плотов при остановке Текст.: Автореферат, канд.техн.наук / А. А. Митрофанов // Красноярск, 1974. 20с.
  58. , А.А. Научное обоснование и разработка экологически безопасного плотового лесосплава Текст. /А.А. Митрофанов// Архангельск, 1999 г.
  59. , А.А. Результаты исследования на моделях неустановившегося поступательного движения плотов Текст. / А. А. Митрофанов, К. А. Чекалкин / В кн. -Науч.тр. АЛТИ, 1972, Вып. ХХХШ, с.58−66.
  60. , В.В. Логические основания планирования эксперимента Текст. / В. В. Налимов, Г. И. Голинова. М.: Металлургия, 1976. — 128 с.
  61. , М.М. Решение задачи по остановки плота постоянной силой Текст. / М. М. Овчинников / В кн.: Механизация рейдовых и лесоскладских работ: Сборник трудов ЦНИИ лесосплава // М.: Лесная промышленность, 1984.
  62. Отчет по теме № 367 «Исследование условий остановки плотов на рейде Енисейской ЛПБ» Текст., Красноярск 1971 г.
  63. , В.Г. Элементы теории судовождения на внутренних водных путях Текст. -М.: Транспорт, 1971. 146 с.
  64. , В.Г. Элементы теории судовождения на внутренних водных путях Текст. М.: Транспорт, 1971.-144 с.
  65. , А.А. Основы моделирования и оптимизации процессов деревообработки Текст. / А. А. Пижурин, М. С. Роземблит // Изд-во лесная промышленность, 1988 г.
  66. , JI.C. Математическая теория оптимальных процессов Текст. -М.: Наука, 1983 г.
  67. , JI.C. Математическая теория оптимальных процессов. М.: Наука, 1983.-396 с.
  68. Правила (технические условия) сплотки, формирования и оснастки плотов для сплава по Ангаро-Енисейскому региону Текст. // Красноярск, 1983.
  69. , JI. Гидроаэромеханика Текст. Ижевск: НИЦ «Регулярная и хаотическая динамика», 2000 г.
  70. , К.Ф. Организация и планирование научных исследований и опытно-конструкторских разработок Текст. / К. Ф. Пузыня, А. К. Казанцев, JI.C. Барютин //М.: Высшая школа, 1989 г.
  71. , С.В. Результаты исследований присоединенных масс однопакетных хлыстовых пучков Текст. / С. В. Путанов / В кн. Сборник трудов ЦНИИ лесосплава. Транспорт леса в плотах // Москва: Лесная промышленность, 1987 г.
  72. , И.С. Присоединенные массы тел различной формы Текст. / И. С. Риман, Р. Л Крепе // Сборник научных трудов ЦАГИ, 1947, Вып.635,46 с.
  73. , П.М. Метод подобия и его применение к решению задач лесосплава Текст. Л.: ЛТА, 1982. — 84 с.
  74. , Н. X. Линейная задача оптимального быстродействия Текст. / Сборник «Математика на службе инженера». М.: Знание, 1973.
  75. , Н. X. Постановки задач оптимального управления Текст. / Сборник «Математика на службе инженера». М.: Знание, 1973
  76. Руководство по теплотехническому контролю серийных теплоходов Текст. М.: Транспорт, 1979. — 424 с.
  77. , A.M. Техническая гидравлика Текст. М.: Энергоиздат, 1933. -315с.
  78. , М.М. Водный транспорт хлыстов Текст.: / М. М. Солодухин, М. М. Овчинников // М.: Лесная промышленность, 1986.
  79. Способ остановки плота на рейдах приплава Текст.: Авт. свид. на изобретение № 268 250 / К. А. Чекалкин.
  80. Способ швартовки плота к тормозному устройству Текст.: Авт. свид. на изобретение № 424 943 / К. А. Чекалкин.
  81. , Г. Я. Присоединенные массы плавающего пучка бревен при ударе его о сооружение Текст. / Г. Я. Суров // Лесной журнал, 1977, № 2, с.69−73.
  82. В.М. Методы оптимизации Текст. М.: Наука, 1984 г.
  83. , В.М. Вариационное исчисление и оптимальное управление Текст. / Сборник «Оптимальное управление». М.: Знание, 1978.
  84. , М.Н. Плоты (конструкция, эксплуатация, технология) Текст. / М. Н. Фоминцев, И. П. Львов, И. П. Соколов / Под ред. М. Н. Фоминцева // М.: Лесная промышленность, 1978. 216 с.
  85. , В.Я. Использование теории присоединенной массы в лесосплавных исследованиях и расчетах Текст. / В. Я. Харитонов // Лесной журнал, 1984, № 5, С. 43−48
  86. , В.Я. Исследование параметров плавающего бревна Текст. Лесн. журн. 1977. — № 3. — С.61−65.
  87. , В.Я. Подготовка пачек хлыстов к выгрузке на берег Текст. / В. Я. Харитонов, С. В. Пананов, Л. П. Чудаков //Лесная промышленность, 1985, № 8, с. 27−28.
  88. , К. Планирование эксперимента в исследованиях технологических процессов Текст. / К. Хартман, Э. Лецкий, В. Шефер [и др]. М.: Мир, 1977.-552 с.
  89. , В.Н. Гидродинамическое воздействие плотов и внешней среды Текст. / В. Н. Худоногов // Красноярск, 1966. 225 с.
  90. , В.Н. Основы моделирования в лесосплавном деле Текст.: Учебное пособие для студентов лесоинженерного факультета / В. Н. Худоногов, В. П. Корпачев. Красноярск, СТИ, 1974. — 63 с.
  91. A.M. Оптимальное управление технологическими процессами Текст. -М.: Энергоатомиздат, 1986.-400 с.
  92. , К.А. Гидродинамические основы проектирования агрегатов для остановки плотов Текст.: Учебное пособие. / К. А. Чекалкин, Л. В. Мельников // Ленинград, 1987.
  93. , К.А. Движение твердых тел в жидкости Текст.: Конспект лекций. Л.: ЛТА, 1981.-48 с.
  94. , К.А. К вопросу о техническом совершенствовании остановки плота Текст. / К. А. Чекалкин // ИВ УЗ, «Лесной журнал», 1976 г, № 1.
  95. , К.А. К вопросу об определении нагрузок на наплавные сооружения Текст. / К. А. Чекалкин // Изв. высш. учеб. заведений Лесн. журнал, 1967, № 2, с 48−51.
  96. , К.А. О швартовке плота к тормозному устройству / К. А. Чекалкин Текст. // ИВУЗ, «Лесной журнал», 1973 г, № 4.
  97. , Ф. Л. Вычислительные методы оптимального управления Текст. / Сборник «Математика на службе инженера». М.: Знание, 1973.
  98. , П. Отрывные течения Текст. М.: Мир, 1973. — 333 с.
  99. , Дж. Гидравлическое моделирование Текст. М.: Мир, 1984.280 с.
  100. , В.И. Определение пути и времени разгона хлыстовых плотов Текст. / В. И. Шмелев, Г. Н. Долгобородов. М.: Деп. ВНИПИЭИЛеспром, № 1162 -В83, 1983.-6 с.
  101. , В.И. Результаты натурных исследований неравномерного движения хлыстовых плотов Текст. / В. И Шмелев // В кн.: Подготовка к лесосплавуи транспорт леса в плотах и судах: Сборник трудов ЦНИИ лесосплава.: М.: Лесная промышленность, 1984, с. 91−96.
  102. , Д.В. Гидравлика Текст.: Учеб. для вузов. В 2-х кн.: Кн.1. — 2-е изд., перераб. и доп. — М.: Энергоатомиздат, 1991. — 351 е.: ил.
  103. , В.А. Лесосплавные рейды Текст. / В. А. Щербаков // Москва: «Лесная промышленность», 1979 г, 335 с.
  104. , В.А. Расчет пути и времени торможения пучковых плотов при остановках в пунктах приплава Текст. / В. А. Щербаков // В кн.: Сборник научных трудов по лесосплаву: М.: Лесная промышленность, 1964, с. 92−106.
  105. , В.А. Эксплуатация флота машин и механизмов на лесосплаве Текст. / В. А. Щербаков, Ю. П. Борисович, Д. Н. Липман // М.: Лесная промышленность, 1975. 184с.
Заполнить форму текущей работой

На отлично!