Розроблення методу структурно-параметричної оптимізації у системах із неперервною подачею технологічних продуктів

Автор(и)

  • Igor Lutsenko Кременчуцький національний університет ім. Михайла Остроградського вул. Першотравнева, 20, м. Кременчук, Україна, 39600, Україна https://orcid.org/0000-0002-1959-4684
  • Svetlana Koval Кременчуцький національний університет ім. Михайла Остроградського вул. Першотравнева, 20, м. Кременчук, Україна, 39600, Україна https://orcid.org/0000-0002-5178-1332
  • Iryna Oksanych Кременчуцький національний університет ім. Михайла Остроградського вул. Першотравнева, 20, м. Кременчук, Україна, 39600, Україна https://orcid.org/0000-0002-4570-711X
  • Olga Serdiuk Державний вищий навчальний заклад «Криворізький національний університет» вул. Віталія Матусевича, 11, м. Кривий Ріг, Україна, 50027, Україна https://orcid.org/0000-0003-0505-0800
  • Hanna Kolomits Державний вищий навчальний заклад «Криворізький національний університет» вул. Віталія Матусевича, 11, м. Кривий Ріг, Україна, 50027, Україна https://orcid.org/0000-0001-9560-9959

DOI:

https://doi.org/10.15587/1729-4061.2018.136609

Ключові слова:

структурно-параметричну оптимізація, ефективність безперервного процесу, безперервний технологічний процес

Анотація

Підвищення ефективності безперервних технологічних процесів, на практиці, супроводжується певними труднощами. Наявність цих труднощів обумовлена тим, що якість вихідного технологічного продукту функціонально пов'язана з величиною енергоспоживання. В свою чергу, відсутність необхідних ступенів свободи, в рамках досліджуваної системи, обмежує оптимізаційні можливості процесів управління.

Для підвищення ступенів свободи управління технологічний механізм був розділений на технологічні секції. Секції дозволяють збирати незалежні модулі, кожен з яких має свою підсистему стабілізації якісного параметру технологічного продукту.

Такий підхід дозволив встановлювати різні траєкторії зміни якісних параметрів технологічного продукту в рамках однієї виробничої стадії.

В результаті дослідження було встановлено, що зміна структури технологічного механізму (кількості модулів) і траєкторії зміни якісного параметру технологічного продукту дозволяє змінювати загальну величину енергоспоживання і зносу робочих механізмів устаткування.

Запропонований підхід дозволив отримати дві ступені свободи управління: можливість зміни секційної структури в модульні системи, що само стабілізуються, і зміни траєкторії якісного параметра технологічного продукту в рамках виробничої стадії.

Отримання ступенів свободи управління, в свою чергу, дозволило змінювати ефективність використання ресурсів безперервного технологічного процесу і розробити метод структурно-параметричної оптимізації. В якості критерію оптимізації використовувався оціночний показник, який пройшов перевірку на можливість його використання в якості критерію ефективності.

В результаті, оптимізаційні можливості управління істотно зростають.

Принципи підходу розглядаються в роботі на прикладі одно-, двох- і трьох стадійного процесу безперервного нагріву рідини

Біографії авторів

Igor Lutsenko, Кременчуцький національний університет ім. Михайла Остроградського вул. Першотравнева, 20, м. Кременчук, Україна, 39600

Доктор технічних наук, професор

Кафедра інформаційно-управляючих систем

Svetlana Koval, Кременчуцький національний університет ім. Михайла Остроградського вул. Першотравнева, 20, м. Кременчук, Україна, 39600

Кандидат технічних наук, старший викладач

Кафедра інформаційно-управляючих систем

Iryna Oksanych, Кременчуцький національний університет ім. Михайла Остроградського вул. Першотравнева, 20, м. Кременчук, Україна, 39600

Кандидат технічних наук, доцент

Кафедра інформаційно-управляючих систем

Olga Serdiuk, Державний вищий навчальний заклад «Криворізький національний університет» вул. Віталія Матусевича, 11, м. Кривий Ріг, Україна, 50027

Кандидат технічних наук, старший викладач

Кафедра автоматизації, комп’ютерних наук і технологій

Hanna Kolomits, Державний вищий навчальний заклад «Криворізький національний університет» вул. Віталія Матусевича, 11, м. Кривий Ріг, Україна, 50027

Асистент

Кафедра електромеханіки

Посилання

  1. Ziegler, J. G., Nichols, N. B. (1942). Optimum settings for automatic controllers. Trans. ASME, 64, 759–768.
  2. Lee, T. H., Adams, G. E., Gaines, W. M. (1968). Computer process control: modeling and optimization. Wiley, 386.
  3. Anderson, B. D., Bitmead, R. R., Johnson, C. R. et. al. (1986). Stability of adaptive systems: passivity and averaging analysis. MIT Press, 300.
  4. Krasovskiy, A. A. (Ed.) (1987). Spravochnik po teorii avtomaticheskogo upravleniya. Moscow: Nauka, 712.
  5. Lutsenko, I. (2016). Principles of cybernetic systems interaction, their definition and classification. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 5 (2 (83)), 37–44. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2016.79356
  6. Lutsenko, I., Fomovskaya, E., Koval, S., Serdiuk, O. (2017). Development of the method of quasi-optimal robust control for periodic operational processes. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 4 (2 (88)), 52–60. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2017.107542
  7. Lutsenko, I. (2015). Optimal control of systems engineering. development of a general structure of the technological conversion subsystem (Part 2). Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 1 (2 (73)), 43–50. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2015.36246
  8. Benett, S. (1986). A History of Control Engineering 1800–1930. Institution of Engineering and Technology, 214.
  9. Barskiy, L. A., Kozin, V. Z. (1978). Sistemnyy analiz v obogashchenii poleznyh iskopaemyh. Moscow: Nedra, 486.
  10. Kagramanyan, S. L., Davidkovich, A. S., Malyshev, V. A. et. al. (1989). Modelirovanie i upravlenie gornorudnymi predpriyatiyami. Moscow: Nedra, 360.
  11. Goncharov, Yu. G., Davidkovich, A. S. (1968). Avtomaticheskiy kontrol' i regulirovanie na zhelezorudnyh obogatitel'nyh fabrikah. Moscow: Nedra, 227.
  12. Leonzio, G. (2017). Optimization through Response Surface Methodology of a Reactor Producing Methanol by the Hydrogenation of Carbon Dioxide. Processes, 5 (4), 62. doi: https://doi.org/10.3390/pr5040062
  13. Sahlodin, A., Barton, P. (2017). Efficient Control Discretization Based on Turnpike Theory for Dynamic Optimization. Processes, 5 (4), 85. doi: https://doi.org/10.3390/pr5040085
  14. Kupin, A. (2014). Application of neurocontrol principles and classification optimisation in conditions of sophisticated technological processes of beneficiation complexes. Metallurgical and Mining Industry, 6, 16–24.
  15. Liu, J., Liu, C. (2015). Optimization of Mold Inverse Oscillation Control Parameters in Continuous Casting Process. Materials and Manufacturing Processes, 30 (4), 563–568. doi: https://doi.org/10.1080/10426914.2015.1004696
  16. Wedyan, A., Whalley, J., Narayanan, A. (2017). Hydrological Cycle Algorithm for Continuous Optimization Problems. Journal of Optimization, 2017, 1–25. doi: https://doi.org/10.1155/2017/3828420
  17. Saberi Nik, H., Effati, S., Motsa, S. S., Shirazian, M. (2013). Spectral homotopy analysis method and its convergence for solving a class of nonlinear optimal control problems. Numerical Algorithms, 65 (1), 171–194. doi: https://doi.org/10.1007/s11075-013-9700-4
  18. Fazeli Hassan Abadi, M., Rezaei, H. (2015). A Hybrid Model Of Particle Swarm Optimization And Continuous Ant Colony Optimization For Multimodal Functions Optimization. Journal of Mathematics and Computer Science, 15 (02), 108–119. doi: https://doi.org/10.22436/jmcs.015.02.02
  19. Berestin, N. K. (2016). Dynamic optimization of grain drying processes using a continuous management system. Polythematic Online Scientific Journal of Kuban State Agrarian University, 124 (10), 1–19. doi: https://doi.org/10.21515/1990-4665-124-066
  20. Jacobs, J. H., Etman, L. F. P., van Campen, E. J. J., Rooda, J. E. (2003). Characterization of operational time variability using effective process times. IEEE Transactions on Semiconductor Manufacturing, 16 (3), 511–520. doi: https://doi.org/10.1109/tsm.2003.815215
  21. Haddad, W. M., Nersesov, S. G. (2017). Stability and Control of Large-Scale Dynamical Systems: A Vector Dissipative Systems Approach. Princeton Scholarship, 353. doi: https://doi.org/10.23943/princeton/9780691153469.001.0001
  22. Shi, H., Chu, Y., You, F. (2015). Novel Optimization Model and Efficient Solution Method for Integrating Dynamic Optimization with Process Operations of Continuous Manufacturing Processes. Industrial & Engineering Chemistry Research, 54 (7), 2167–2187. doi: https://doi.org/10.1021/ie503857r
  23. Mihaylov, V. V. (1973). Nadezhnost' elektrosnabzheniya promyshlennyh predpriyatiy. Moscow: Energiya, 168.
  24. Lutsenko, I. (2016). Definition of efficiency indicator and study of its main function as an optimization criterion. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 6 (2 (84)), 24–32. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2016.85453
  25. Lutsenko, I., Fomovskaya, E., Oksanych, I., Koval, S., Serdiuk, O. (2017). Development of a verification method of estimated indicators for their use as an optimization criterion. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 2 (4 (86)), 17–23. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2017.95914
  26. Lutsenko, I., Fomovskaya, O., Vihrova, E., Serdiuk, O., Fomovsky, F. (2018). Development of test operations with different duration in order to improve verification quality of effectiveness formula. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 1 (4 (91)), 42–49. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2018.121810
  27. Lutsenko, I., Oksanych, I., Shevchenko, I., Karabut, N. (2018). Development of the method for modeling operational processes for tasks related to decision making. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 2 (4 (92)), 26–32. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2018.126446

##submission.downloads##

Опубліковано

2018-07-05

Як цитувати

Lutsenko, I., Koval, S., Oksanych, I., Serdiuk, O., & Kolomits, H. (2018). Розроблення методу структурно-параметричної оптимізації у системах із неперервною подачею технологічних продуктів. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 4(2 (94), 55–62. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2018.136609

Номер

Том 4 № 2 (94) (2018): Інформаційні технології. Системи управління в промисловості

Розділ

Системи управління в промисловості

Ліцензія

Авторське право (c) 2018 Igor Lutsenko, Svetlana Koval, Iryna Oksanych, Olga Serdiuk, Hanna Kolomits

Creative Commons License

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.

Ліцензійний договір – це документ, в якому автор гарантує, що володіє усіма авторськими правами на твір (рукопис, статтю, тощо).
Автори, підписуючи Ліцензійний договір з ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР», мають усі права на подальше використання свого твору за умови посилання на наше видання, в якому твір опублікований. Відповідно до умов Ліцензійного договору, Видавець ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР» не забирає ваші авторські права та отримує від авторів дозвіл на використання та розповсюдження публікації через світові наукові ресурси (власні електронні ресурси, наукометричні бази даних, репозитарії, бібліотеки тощо).
За відсутності підписаного Ліцензійного договору або за відсутністю вказаних в цьому договорі ідентифікаторів, що дають змогу ідентифікувати особу автора, редакція не має права працювати з рукописом.
Важливо пам’ятати, що існує і інший тип угоди між авторами та видавцями – коли авторські права передаються від авторів до видавця. В такому разі автори втрачають права власності на свій твір та не можуть його використовувати в будь-який спосіб.