CC BY
29
УДК 664:64
Розглянуте питання ефектив-Hocmi функщонування оптимальноi системи керування вакуум-апара-тами з елементами ситуацшного тдходу та приведена ii оцтка. За допомогою iмiтацiйного моделюван-ня визначено результат застосу-вання оптимальноi системи керування на цукровому заводi
ОЦ1НКА ЕФЕКТИВНОСТ1 ОПТИМАЛЬНО! СИСТЕМИ КЕРУВАННЯ ВАКУУМ-АПАРАТАМИ З ЕЛЕМЕНТАМИ СИТУАЦШНОГО П1ДХОДУ
М.С. Глущенко
Кандидат техшчних наук, асистент* Контактний тел.: (044) 287-94-54, 331-99-47, 8-066-197-56-72
e-mail: dk@card-pay.com
В. Г. Трегуб
Доктор техычних наук, професор* Контактний тел.: (044) 287-94-86 *Кафедра автоматизаци та комп'ютерно-штегрованих технолопй Нацюнальний уыверситет харчових технолопй вул. Володимирська 68, м. КиТв, УкраТна
1. Вступ
При побудовi системи керування утфельним ваку-ум-апаратом задача оптимального керування е одтею з головних задач. Для реалiзащi алгоритмiв на сучаснiй мiкропроцесорнiй технiцi необхвдно розробити структуру оптимальноi системи керування. Доречно ввдзна-чити, що розроблена система мае якiснi характеристики функщонування при виконанш умов: збурення вклада-ються в заданi обмеження, математична модель досить чггко описуе процес, об'ект працюе в заданому режимь
Для доведення ефективностi оптимальноi системи керування вакуум-апаратами з елементами ситуацшного тдходу було використано iмiтацiйне моделюван-ня. Переваги застосування iмiтацiйного моделювання найбiльш помiтно виявляються у разi моделювання виробничих процеав.
Важливо, що iмiтацiйне моделювання використову-еться, швидше, як спосiб попереднього аналiзу розро-бленоi системи i допомагае в цьому бiльше, шж простий текстовий або математичний опис п.
2. Постановка задачi
Оптимальне керування процесу кристалiзацii проводиться для знаходження оптимальних режимiв да-ного процесу та для тдвищення ефективностi роботи утфельних вакуум-апаратiв перiодичноi дii. Для кож-ноi ситуацп синтезували вiдповiдне ш оптимальне керування. В даному випадку оптимальне керування зводиться до розв'язання однiеi з таких задач:
1. мiнiмiзацiя тривалостi процесу;
2. максимiзацiя виходу готового продукту.
Мiнiмiзацiя тривалостi використовуеться у раз^
коли продуктове вiддiлення стае „вузьким" мiсцем у виробництвi цукру i запаси сиропу досягають критично' межi, тобто коли втрати сиропу потрiбно звести до мiнiмуму i вихiд готового продукту може розглядатись як обмеження. Максимiзацiя виходу готового продукту використовуеться при достатнш продуктивносп вiддiлення i головною щллю е досягнення збiльшення виходу готового продукту, а тривалшть проходження процесу стае обмеженням.
Були розроблеш алгоритми що реалiзують споиб оптимального керування вакуум-апаратами перюдич-но1 дii для розв'язання задач мшiмiзацп тривалостi процесу або максимiзацii готового продукту.
3. Мiнiмiзацiя тривалостi процесу
Алгоритм, що реалiзуe спосiб оптимального керування вакуум-апаратом для розв'язання задачi мiнiмiзацii тривалостi процесу зводиться до визначення пДрв,^ ,с; де п , 8, с - кшетичт параметри, форм-фактор та по-стiйна часу вiдповiдно; рв^п - тиск вторинноi пари та температура грiючоi пари в камерь
Початковi вхiднi данi (блок 2), необхщш для роз-рахунку, пов'язаш з якiстю утфелю та параметрами апарату.
Рисунок 1. Схема алгоритму, що реалiзцe хадачу мiжмiзацN тривалостi процесу
Знаходження оптимального значення 8* (блок 3) ви-конуеться змiною керувань рв, tn, с за допомогою методу градieнта.
Знаходження оптимального значення п* (блок 4) виконуеться змшою керування pв,tn за допомогою гра-дiентного метода.
Розрахунок залежност змiнних стану ведеться в блощ 5.
В блоцi 6 порiвнюються досягненнi значення трива-лостi процесу, кшцевий вмiст сухих речовин з кнуючи-ми, вмiст кристалiв цукру та перевiряють обмеження. Якщо СВу.к =92,5%, Ьу = Ьук, Крк/Крм >0.9 , тодi опти-мальнi значення змiнних керування виводяться, якщо т то повертаемося до блоку 5 i продовжуемо розрахунок залежносп змiнних стану вщ часу
При мiнiмiзацii тривалосш процесу, критерь ем його закшчення буде досягнення вмiсту сухих речовин 92,5% i певного рiвня утфелю. Крiм того, вихiд готового продукту не повинен бути менше допустимого.
Приблизний час циклу в б^ьшоси випадюв для вакуум-апаратiв перiодичноi дп першого продукту, дорiвнюе 3,5-4 години.
За технолопчним регламентом на Лохвицькому цукровому заводi варiння утфелю ведеться при-близно 3,5 години при рв = 40кПа , ^ = 115°С , а власно процес кристалiзацii тривае 2,6 години.
На процес варки утфелю впливають збурення, а саме СВсп, ^ , Дбсп , яю е стохастичними. Реальна частота змши збурень дозволяе зробити припущен-ня, що для кожного варшня збурення змшюються один раз на И початку. Експериментально встанов-ленi таю межi змiни збурень: СВсп - вмшт сухих речовин в сирот, який шдкачуеться, змiнювався в межах [62 -66] %СР; ^ - температура сиропу, який поступае з випарноi станцii, в межах [72-78] °С ; Дбсп - доброяюсшсть сиропу, який пiдкачуеться; в межах [90-93] од.Дб,.
Результати iмiтацiйного моделювання за алгоритмом мiнiмiзацii тривалостi процесу представлено у ви-глядi таблицi для 3-х варшь утфелю першого продукту для Лохвицького цукрового заводу.
Як видно з табл. 1, тривалшть процесу кристаль зацii всiх варiнь зменшилась в середньому на 17%, а тривалшть всього процесу варiння менша за час варiння утфелю на Лохвицькому цукровому заводi у середньому на 12%.
Враховуючи вище викладене, простежили за допомогою iмiтацiйного моделювання динамжу змiни основних змшних стану вiд часу, порiвнюючи з експе-риментальними даними, отриманими тд час варки на Лохвицькому цукровому заводь
Як видно з графжа, час варшня утфелю зменшився, потрiбний вмiст сухих речовин, а саме СВу =92,5% до-сягаеться через 2,25 години.
Вихiд готового продукту, як видно з табл.1, в уах трьох варшнях не виходить за обмеження.
Таблиця 1
Результати моделювання при застосуванж алгоритму мiшмiзацN тривалосп процесу
№ Збурення Змшш керування Ефектившсть оптимального керування
1сп , од.Дб ^, °С свсп,% рв , кПа ^ , оС С Крк /Крм Т , год т —т 4 р °р' -100% тр
1 90.1 75.3 63.5 22 128 0,8 0,941 2,25 13,5
2 92,8 76.8 65.1 25 131 0,7 0,942 2,18 16,1
3 91,5 72.4 66.2 24 125 0,65 0,92 2,05 21
Рисунок 2. Залежшсть вмiсту сухих речовин вщ часу
1-експериментальнi дат
2-оптимальна траeкторiя
4.Максимiзацiя виходу готового продукту
Алгоритм зводиться до визначення 0,п,рв^п,с , Кр. До початкових вхщних даних (блок 2), необхщних для розрахунку, вiдносяться даш, що i у попереднiй задачь
Знаходження оптимального значення 8* (блок 3) виконуеться змiною керувань рв^п,с за допомогою методу градieнта. В блоцi 4 ведеться розрахунок п* (так само, як при мiнiмiзацii тривалостi процесу). Розрахунок залежносп змiнних стану вiд часу виконуеться в блощ 5. В блощ 6 порiвнюються досягненнi значення тривалост процесу, кiнцевого вмiсту сухих речовин та рiвня з шнуючими та перевiряються обмеження. Якщо СВу.к > 92,5%, Ьу > Ьук , тцогр > тк , тодi оптимальнi значення змiнних керування виводяться, якщо нi, то повертаемося до блоку 5 i продовжуемо розрахунок залежноси змiнних стану вщ часу.
Рисунок 3. Схема алгоритму, що реалiзуe задачу максимЫзацп виходу готового продукту
При моделюванш процесу тд час розв'язання за-дачi максимiзацii виходу готового продукту для умов
Лохвицького цукрового заводу час проходження вах стадш не може бути бшьшим допустимого, в даному випадку - 3,5 годин з врахуванням продуктивносп шести центрифуг та утфелемшалки або не б^ьше 2,6 годин процесу кристалiзацii. Закiнчуеться процес варшня утфелю досягненням СВу =92,5% та певного рiвня утфелю в вакуум-апарать
Отже, враховуючи збурення, як i в попереднiй задачу результат iмiтацiйного моделювання представлено у табл.2 для 3-х варок утфелю першого продукту.
Таблица 2
Результати моделювання при використанш алгоритму для знаходження максимуму виходу готового продукту
Збурення Змшш керування Ефектившсть оптимального керування
№ Дбсп ^, оС СВ сп % рв , кПа ^, оС с Крк / Крм т, год Кр^ %
1 91 72.3 64.5 29 121 1,3 0,981 2,52 9,1
2 92,8 74.8 63.7 34 119 1,1 0,968 2,42 7,6
3 90,1 72.4 66.1 31 123 0,95 0,983 2,48 9,2
„ . (Крк/Крм)орЬ - (Крк/Крм)е де КР opt = -Р-
(КРк/КРм)е
100
звiдки (Крк /Крм)е - це вихiд готового продукту, розра-хований за експериментальними даними.
Як видно з табл. 2, тривалшть всiх варшь не пере-вищуе 2,6 години, а вихщ готового продукту бшьший в середньому на 8%.
Враховуючи вище викладене, простежили за допомогою iмiтацiйного моделювання динамiку змши основних змiнних стану, порiвнюючи и з експеримен-тальними даними, отриманими пiд час варiнь утфелю на Лохвицькому цукровому заводi.
Рисунок 4. Залежшсть вмкту кристалiв цукру вщ часу
1-експериментальнi данi
2-оптимальна траeкторiя
Як видно з рис. 4 час досягнення вмшту сухих речовин в утфелi майже ствпадае з реальним часом. Вмшт кристалiв цукру збiльшився майже на 4% за той самий час, що i при варiннi утфелю на заводь
Виходячи з графжв, можна зробити висновок, що запропонована система оптимального керування призвела до покращення умов варшня i до збшьшення виходу готового продукту майже на 8% в порiвняннi з експериментальними даними, тривалшть процесу варшня утфелю не перевищила 3,5 годин.
5.Висновки
Лиература
За допомогою iмiтацiйного моделювання було ощ-нено ефективнiсть застосування оптимально! системи керування вакуум-апаратами перюдично! дп за си-туацiйним тдходом, що призводить до пiдвищення продуктивносп всього продуктового вiддiлення на цукровому завод!
1. Трегуб В.Г., Глущенко М.С. Оптимальне керування тех-нолопчним комплексом апара^в перюдично! дп'// Наук. пр. НУХТ. - Ки!в. - 2006. - №18. - С. 74 - 76.
2. Трегуб В. Г. Автоматизоване керування апаратами пе-рюдично! д£1 на харчових тдприемствах // Наук. пр. НУХТ. - 2005. - №16. - С. 25 - 27.
■Q О
Пропонуеться обирати транс-портний заЫб для роботи на маршрутах мiського пасажирського транспорту, виходячи з штереЫв пасажирiв, через зменшення транспортного стомлення, i задоволен-ня економiчних вимог перевiзника i оргатв м^цевого самоврядування до маршруту, через прийнятний строк окупностi транспортних засобiв. Запропоноват номограми визна-чення транспортног стомлювано-стi пасажира i перюду окупностi транспортних засобiв рiзног паса-жиромiсткостi значно спрощують вибiр транспортного засобу для роботи на маршрутах мкта
■о о
УДК 656.13.072
МЕТОДИКА ВИБОРУ ПАСАЖИРСЬКИХ АВТОТРАНСПОРТНИХ
ЗАСОБ1В НА МАРШРУТАХ М1СТА
В. К. Доля
Доктор техшчних наук, професор, завщуючий кафедрою* Контактний тел.: (8-057) 707-32-61
К.£. Вакулен ко
Асистент*
Контактний тел.: (8-057) 707-32-61 e-mail: vakulenko.e@mail.ru *Кафедра транспортних систем та лопстики Харювська нацюнальна академiя мюького господарства вул. Революцп 12. м. Хармв, УкраТна 61002
1. Вступ
В останнш час динамiчний розвиток ринку транспортних послуг Украши привiв до появи малих, се-редтх i крупних тдприемств транспорту рiзних форм власностi.
Без врахування вимог ринку не можливий нор-мальний розвиток будь-якого тдприемства. Його кшцевою метою, в умовах конкуренцii, е отримання приутку на основi вироництва послуги (пасажирсью перевезення), яка неохвдна споживачу (пасажиру).
що вони базуються на ступних щлях: мiнiмiзацiя ек-сплуатацiйних витрат при виконаннi програми пере-везень [1,2,3]; мiнiмiзацiя часу пересування пасажира при визначених виробничих ресурсах; мiнiмiзацiя на-родногосподарських витрат [4]; мiнiмiзацiя транспор-тно'! втоми пасажирiв при визначених виробничих ресурсах [5]. При цьому теоретично обгрунтованих рекомендацш щодо вибору пасажиромiсткостi авто-транспортних засобiв з врахуванням економiчних i со-цiальних факторiв, що йдуть без врахування яких-не-будь функцш чи коефiцiентiв, не було запропоновано.
2. Аналiз iснуючих пiдходiв вибору автотранспортного засобу на маршрутах мюького пасажирського транспорту
Проведений аналiз пiдходiв щодо вибору пасажи-ромшткоси автотранспортних засобiв на маршрутах мюького пасажирського транспорту свiдчить про те,
3. Математична модель вибору пасажиромюткоси автотранспортного засобу для роботи на маршрутах
Щльова функщя вибору пасажиромшткоси транспортного засобу для обслуговування мшьких марш-рутiв е актуальною, тому що враховуе iнтереси, як
