CC BY
19
3200'
30 60 90 120
Время, сутки
Рис. 1. Изменение гидравлического сопротивления первого слоя контактного аппарата от времени: 1 - без «газового фильтра»; 2 - после установки «газового фильтра»
Литература
1. Амелин А. Г. Технология серной кислоты. М. Химия, 1983. 359 с.
2. Стуль Р. М., Борисов В. М., Киселев С. В., Дубинин Г. В. // Хим. пром. № 5, 1988. С. 30-32.
3. Технологический регламент № 621-76 производство серной кислоты (СК-25), ССФЗ, срок действия - постоянно.
4. Ширинова Д. Б. Разделение гранулированного суперфосфата в переходном процессе транспортировки. // Проблемы современной науки и образования, № 8 (50), 2016, С. 58-60.
5. Гумбатов М. О. Разработка стандартного метода определения щелочности пара и конденсата сернокислотных производств. // Евразийский научный журнал. № 2, 2016. С. 337-339.
Development of the scientific fields at the department of automated control systems
of Nosov MSTU Ryabchikov M.
Развитие научных направлений на кафедре автоматизированных систем управления ФГБОУ ВО МГТУ им. Г. И. Носова Рябчиков М. Ю.
Рябчиков Михаил Юрьевич / Ryabchikov Mikhail — кандидат технических наук, доцент, кафедра автоматизированных систем управления, Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования Магнитогорский государственный технический университет им. Г. И. Носова, г. Магнитогорск
Аннотация: в статье рассмотрены научные направления, а также особенности их развития на кафедре автоматизированных систем управления МГТУ им. Г. И. Носова. Рассмотрены предпосылки различных тенденций развития, указан вклад исследователей и отмечены наиболее значимые тематики работ последнего десятилетия.
Abstract: the paper presents scientific fields and features of their development at department of automated control systems of Nosov MSTU. We consider prerequisites of various tendencies of development, underline the contribution of some researchers and note the most significant areas of works of the last decade.
Ключевые слова: автоматизированные системы управления, направления исследований, развитие научных направлений.
Keywords: automated control systems, field of research, development of the scientific fields.
УДК 608.1, 6-05
Ряд развивающихся научных направлений в Магнитогорском государственном техническом университете им. Г. И. Носова связан с автоматизированными системами управления. Тематика проводимых в рамках направлений исследований отражена в журнале «Автоматизированные
технологии и производства», в котором публикуются научные статьи, посвященные автоматизированным системам в промышленности, управлению технологическими процессами и качеством продукции, практическому применению современных методов управления и обучения сотрудников предприятий. Освещаются вопросы, связанные с моделированием систем управления, разработкой промышленных тренажеров и стендов для проведения научных исследований. Приоритетным направлением журнала является освящение результатов работ в области управления процессами черной металлургии, а также решения задач энерго- и ресурсосбережения с использованием оптимизирующих алгоритмов управления.
Металлургическая тематика многих публикаций связана с тем, что кафедра АСУ была создана в 1974 году на базе кафедры металлургических печей. В 1996 г. на кафедре открыта аспирантура, в которой защитили кандидатские диссертации 12 человек, а Парсункин Б. Н. и Панфёров В. И. -докторские диссертации.
На рубеже XX - XXI веков ведущей темой работ Парсункина Б. Н. и его ученика Андреева С. М. является постановка и решение задач энергосберегающего оптимального управления нагревом металла в методических и других печах при действии на процесс нагрева конструкционных и технологических ограничений [1 - 3, 12 - 16, 20]. Разработаны алгоритмы расчета заданных значений температур по зонам методических печей с учетом их длины согласно с энергосберегающей траекторией нагрева для нескольких загруженных заготовок. Для решения поисковой задачи предложено использование принципа максимума Понтрягина. Полученные результаты говорили о целесообразности перераспределения расхода топлива по зонам, приводящим к росту расходов в томильных зонах. Одной из проблем практической реализации ряда сформулированных предложений являлись конструктивные ограничения методических печей, включая мощность горелок в томильных зонах. Обоснованию необходимости реконструкции нагревательных печей посвящен ряд работ и кандидатская диссертация Жадинского Д. Ю. (2007 год) [2]. Автором выполнены работы по экспериментальному исследованию эффективности энергосберегающих оптимальных режимов нагрева металла [17].
Сотрудниками кафедры Парсункиным Б. Н. и Андреевым С. М. предложен способ организации оперативного контроля температуры металла в металлургических печах основанный на использовании многозонных термопар. Данный способ может использоваться в случаях, когда контроль температуры другими способами чрезвычайно затруднен, например, для измерения температуры стали в дуговой сталеплавильной печи или для контроля износа ее футеровки [5].
Начиная с 2000 года, на кафедре постепенно начинает развиваться направление, связанное с управлением доменным процессом под руководством доцента Евстигнеева В. Л. и его аспиранта Почвайтиса В. С. Создан ряд прикладных программ на базе балансовых моделей доменного процесса, позволяющих решать задачи оптимизации состава доменной шихты. К сожалению, вследствие отсутствия хоздоговорных работ данное направление не получило в те времена значимого развития. Следует отметить связанную с этим направлением диссертационную работу Рябчикова М. Ю., посвященную совершенствованию управления работой блока доменных воздухонагревателей, а также ряд отдельных работ, связанных с оптимизацией параметров комбинированного дутья [18], а также управлением загрузочным устройством.
С началом XXI века на кафедре начинает развиваться направление, связанное с системами экстремального регулирования (СЭР). Так в работе [4] рассмотрен принцип оптимизации управления процессом сжигания топлива, когда для текущего расхода газа поддерживается максимально возможная температура факела за счет нахождения оптимального расхода воздуха. В разработанной системе поиск ведется по анализу траектории изменения первой производной сигнала с датчика температуры греющей среды при известном изменении расхода воздуха.
Тематика экстремального регулирования получила развитие в работах, посвященных проблеме управления электрическими параметрами дуговых сталеплавильных печей переменного тока (ДСП). Эта тематика рассмотрена в кандидатских диссертациях, защищенных аспирантами кафедры Усачевым М. В. (2009 г.), Ахметовым У. Б. (2008 г.), Рябчиковой Е. С. (2015 г.) [14, 32]. Предложенные авторами СЭР основаны на нечеткой логике и статистически обоснованных принципах работы, что, как доказано авторами, целесообразно в условиях возмущающих воздействий на объекте управления. Работа системы, предложенной Усачевым М. В., основана на использовании коэффициента корреляции, реализующего помехозащищенный знаковый градиентный принцип поиска экстремума. В работах Рябчиковой Е. С. [19, 32] предлагается использование критерия оценки наличия тренда в зависимости между выходным-оптимизируемым и входным параметрами, а также комбинирование поисковых оптимизационных алгоритмов.
Начиная с 2009 года, на кафедре АСУ под руководством М. Ю. Рябчикова ведется работа по созданию комплексных моделей технологических процессов [24, 27, 29, 31, 24], которые могут быть ориентированы как на решение задач обучения сотрудников предприятий, так и на решение задач управления. Разработаны
модели: термического отделения агрегата непрерывного горячего оцинкования; агрегата печь-ковш; качества металлургического агломерата; конвертерного процесса. Все модели используются при обучении сотрудников ОАО «ММК», ПАО «Северсталь», ОАО «НЛМК».
Создание комплексных моделей физико-химических процессов АПК и агломерации дало импульс развитию направления, связанного с управлением качеством технологических процессов. Так в работах Рябчикова М. Ю., Рябчиковой Е. С. и Гребенниковой В. В. рассмотрены вопросы: обобщенной оценки качества технологического процесса; решения поисковых задач при использовании моделей, требующих значительных вычислительных ресурсов; управления в условиях неопределенности ряда параметров, влияющих на качество продукции на примере агломерационного производства. На базе разработанных положений выполнены хоздоговорные работы в цехе покрытий ОАО «ММК», связанные с управлением процессом светлого отжига [21 - 23] в протяжной печи башенного типа. Предложены рациональные схемы распределения топлива.
Тематика выбора рациональных режимов работы металлургических агрегатов развивается Андреевым С. М. и аспирантом Галдиным М. С. Ими предложен подход к оптимизации управления процессом непрерывной разливки стали с использованием упреждающих принципов управления. В диссертационной работе аспиранта кафедры Батраевой А. Е. представлена самонастраивающаяся система оптимального управления температурным полем заготовок, обеспечивающая получение заданной температуры на выходе из машины непрерывного литья заготовок и наименьшие термические напряжения. Основной составляющей системы является динамическая модель охлаждения заготовки, по которой производится расчет и управление температурой заготовки в масштабе РВ [6].
Начиная с 2012 года, активно ведется работы по разработке принципов и структуры системы поддержки управления качеством металлургического агломерата [28]. В работах Рябчикова М. Ю. предложен ряд моделей процесса для создания таких систем. Основу разработанного комплекса средств составляют модели: качества агломерата, разрушения агломерата под действием нагрузки, а также возмущений по химическому и компонентному составу железорудной смеси (ЖРС). Для получения данных об изменении компонентного состава предложен способ контроля, основанный на обработке рентгенофлуоресцентного спектра ЖРС.
Идеи управления с использованием информации о действующих на систему возмущениях получили развитие в работах Рябчиковой Е. С., где предложено [35] использование многопараметрической модели возмущений по электрическим параметрам электропечного контура ДСП для решения ряда прикладных задач, например, таких как оценка эффективности алгоритмов управления, идентификации глубины мениска, образующегося под действием электродинамических сил дуги.
В последние годы с участием аспиранта Бурнашева Р. Э. и других сотрудников кафедры АСУ развивается направление, связанное с управлением процессами дробления [25], в том числе с использованием способов оперативного контроля качества получаемой продукции [26, 30, 33]. Например, предложен способ управления центробежными дробилками с оперативным контролем лещадности продукции на основе методов компьютерного зрения.
Рассматривая спектр статей, представленных в журнале «Автоматизированные технологии и производства», издаваемом кафедрой АСУ, нельзя не отметить развитие сотрудничества с кафедрами других университетов. Активное участие в публикации материалов принимают Украинские авторы. Следует отметить работы [7 - 10] Заковоротного А. Ю., Дмитриенко В. Д., а также других авторов [11] в области искусственных нейронных сетей. Значительное количество работ представлено сотрудниками Оренбургского государственного университета в области систем сопровождения проектно-конструкторской деятельности.
Литература
1. Парсункин Б. Н. Обоснование требований при реализации энергосберегающих режимов нагрева металла / Б. Н. Парсункин, С. М. Андреев // Сталь, 2002. № 2. С. 47-51.
2. Парсункин Б. Н. Реконструкция рабочего пространства проходных печей для реализации энергосберегающих режимов нагрева / Б. Н. Парсункин, С. М. Андреев, Д. Ю. Жадинский // Черная металлургия, 2002. № 3. С. 24-25.
3. Парсункин Б. Н. Учет ограничений по термонапряжению при энергосберегающем нагреве непрерывно литых заготовок / Б. Н. Парсункин, С. М. Андреев // Известия высших учебных заведений. Черная металлургия, 2003. № 4. С. 58-62.
4. Парсункин Б. Н. Оптимизация управления процессом сжигания топлива в рабочем пространстве нагревательных печей / Б. Н. Парсункин, С. М. Андреев, В. В. Прозоров // Сталь, 2000. № 5. С. 48-52.
5. Ишметьев Е. Н. Интенсификация нагрева расплава при оперативном управлении энергетическим режимом ДСП по оценке температурного состояния жидкого металла / Е. Н. Ишметьев,
Б. Н. Парсункин, С. М. Андреев, З. Г. Салихов, У. Б. Ахметов, Е. С. Михальченко // Известия высших учебных заведений. Черная металлургия, 2009. № 7. С. 59-63.
6. Батраева А. Е. Самонастраивающаяся система оптимального управления температурным полем заготовок МНЛЗ / А Е. Батраева, Б. Н. Парсункин, С. М. Андреев // Автоматизация в промышленности, 2009. № 5. С. 18-21.
7. Заковоротный А. Ю. Разработка дискретной многослойной ассоциативной памяти с управляющими нейронами / А. Ю. Заковоротный // Автоматизированные технологии и производства, 2016. № 1 (11). С. 4-9.
8. Дмитриенко В. Д. Решение проблемы дообучения классических нейронных сетей /
B. Д. Дмитриенко, А. Ю. Заковоротный // Автоматизированные технологии и производства, 2015. № 4 (10). С. 32-40.
9. Дмитриенко В. Д. Трехслойный перцептрон, способный дообучаться / В. Д. Дмитриенко, А. Ю. Заковоротный, В. А. Бречко // Автоматизированные технологии и производства, 2014. № 6. С. 12-21.
10. Дмитриенко В. Д. Техническая диагностика тягового асинхронного электропривода на основе нейронных сетей адаптивной резонансной теории / В. Д. Дмитриенко, А. Ю. Заковоротный // Автоматизированные технологии и производства, 2013. № 5. С. 128-145.
11. Нежинских С. С. Применение технологии самоорганизующихся нейронных сетей в задаче медицинской диагностики / С. С. Нежинских // Автоматизированные технологии и производства, 2016. № 1 (11). С. 56-62.
12. Васильев М. И. Способ энергосберегающего нечёткого управления процессом горения в тепловых установках / М. И. Васильев, Б. Н. Парсункин, С. М. Андреев // Автоматизированные технологии и производства, 2016. № 1 (11). С. 66-73.
13. Парсункин Б. Н. Адаптивная система локального уровня управления в АСУТП промышленного производства / Б. Н. Парсункин, С. М. Андреев, А. У. Ахметова // Автоматизированные технологии и производства, 2015. № 3 (9). С. 21-26.
14. Полухина Е. И. Выбор критерия оптимального управления, минимизирующего себестоимость технологического процесса выплавки стали в ДСП / Е. И. Полухина, Б. Н. Парсункин, О. В. Петрова // Автоматизированные технологии и производства, 2015. № 1 (7). С. 35-40.
15. Парсункин Б. Н. Выбор температурного параметра для оперативного управления нагревом металла в методических печах / Б. Н. Парсункин, А. Р. Бондарева, Е. И. Полухина // Автоматизированные технологии и производства, 2015. № 1 (7). С. 9-12.
16. Парсункин Б. Н. Энергосберегающее управление тепловым режимом при переменной производительности методических печей / Б. Н. Парсункин, Т. У. Ахметов, А. Р. Бондарева, О. В. Петрова, Е. И. Полухина // Автоматизированные технологии и производства, 2014. № 6.
C. 128-133.
17. Андреев С. М. Экспериментальное исследование эффективности энергосберегающих оптимальных режимов нагрева металла / С. М. Андреев, Б. Н. Парсункин // Автоматизированные технологии и производства, 2014. № 6. С. 134-143.
18. Баранкова М. В. Оптимизация управления подачей природного газа в доменную печь с целью минимизации расхода кокса / М. В. Баранкова, Б. Н. Парсункин // Автоматизированные технологии и производства, 2014. № 6. С. 159-164.
19. Рябчиков М. Ю. Системы экстремального регулирования на основе комбинации поисковых оптимизационных алгоритмов / М. Ю. Рябчиков, Е. С. Рябчикова // Мехатроника, автоматизация, управление, 2015. Т. 16. № 5. С. 300-306.
20. Парсункин Б. Н. Энергосберегающее управление тепловым режимом по температуре поверхности нагреваемого металла / Б. Н. Парсункин, Т. У. Ахметов, Е. Ю. Мухина, О. С. Гиляев // Автоматизированные технологии и производства, 2013. № 5. С. 231-241.
21. Самарина И. Г. Разработка структуры нейросетевой математической модели процесса отжига полосы в протяжной печи / И. Г. Самарина, Е. Ю. Мухина, С. М. Андреев // Автоматизированные технологии и производства, 2015. № 2 (8). С. 9-13.
22. Самарина И. Г. Анализ причин появления дефектной продукции на агрегате непрерывного горячего цинкования / И. Г. Самарина // Автоматизированные технологии и производства, 2014. № 6. С. 105-109.
23. Самарина И. Г. Обзор приборов магнитной структуроскопии стали в прокатном производстве / И. Г. Самарина, В. Э. Каюмова // Автоматизированные технологии и производства, 2015. № 3 (9). С. 46-49.
24. Шелухин В. Ю. Управление очисткой газов агломерационных машин с использованием модели процесса / В. Ю. Шелухин, М. Ю. Рябчиков, Е. С. Рябчикова, Е. Т. Гибаева // Автоматизированные технологии и производства, 2016. № 1 (11). С. 83-87.
25. Парсункин Б. Н. Оптимизация управления процессом измельчения шихтовых материалов в металлургическом производстве / Б. Н. Парсункин, О. С. Логунова, М. Ю. Рябчиков, Е. С. Рябчикова, Ю. А. Калугин, А. И. Сунаргулова // Автоматизированные технологии и производства, 2015. № 4 (10). С. 14-19.
26. Рябчиков М. Ю. Исследование влияния угла освещения на качество определения контуров зерен щебня, расположенных в несколько слоев / М. Ю. Рябчиков, Р. Э. Бурнашев, Е. С. Рябчикова, Н. В. Богданов, А. И. Сунаргулова // Автоматизированные технологии и производства, 2015. № 3 (9). С. 18-20.
27. Рябчиков М. Ю. Подход к управлению кислородно-конвертерным процессом с использованием комплексных моделей / М. Ю. Рябчиков, Т. Г. Сухоносова // Автоматизированные технологии и производства, 2015. № 2 (8). С. 31-35.
28. Рябчиков М. Ю. Обзор существующих систем оперативного управления агломерационным процессом / М. Ю. Рябчиков, В. В. Гребенникова, Е. С. Рябчикова, Н. В. Богданов, А. И. Сунаргулова // Автоматизированные технологии и производства, 2015. № 3 (9). С. 31-35.
29. Рябчиков М. Ю. Прикладные модели химических процессов в агрегате печь-ковш используемые в задачах управления и обучения / М. Ю. Рябчиков, Е. С. Рябчикова // Автоматизированные технологии и производства, 2015. № 2 (8). С. 36-39.
30. Рябчиков М. Ю. Алгоритмическое обеспечение системы контроля и управления лещадностью продуктов дробления / М. Ю. Рябчиков, Р. Э. Бурнашев // Автоматизированные технологии и производства, 2015. № 1 (7). С. 4-8.
31. Рябчиков М. Ю. Комплекс моделей автоматизированной системы интеллектуальной поддержки управления качеством металлургического агломерата / М. Ю. Рябчиков, В. В. Гребенникова // Автоматизированные технологии и производства, 2015. № 2 (8). С. 4-8.
32. Рябчикова Е. С. Сравнительный анализ систем экстремального регулирования, основанных на статистических критериях наличия тренда, на примере управления электрическими параметрами ДСП / Е. С. Рябчикова, М. Ю. Рябчиков, А. И. Сунаргулова, Р. В. Танков, В. Ю. Перевалов // Автоматизированные технологии и производства, 2015. № 4 (10). С. 4-8.
33. Бурнашев Р. Э. Управление работой центробежной дробилки СС-0.36 с учетом значения коэффициента крепости исходного материала по методу Протодьяконова / Р. Э. Бурнашев, М. Ю. Рябчиков, В. В. Гребенникова // Автоматизированные технологии и производства, 2014. № 6. С. 203-208.
34. Рябчиков М. Ю. К вопросу о моделировании выбросов и выносов из кислородного конвертера / М. Ю. Рябчиков, Т. Г. Сухоносова // Автоматизированные технологии и производства, 2014. № 6. С. 32-36.
35. Рябчикова Е. С. Разработка модели многопараметрических низкочастотных возмущений в ДСП / Е. С. Рябчикова, М. Ю. Рябчиков, Б. Н. Парсункин // Автоматизированные технологии и производства, 2014. № 6. С. 5-11.
Algorithmic model of computerized system of keywords extracting from text based
on ontology Kogay V.1, Pak V.2
Алгоритмическая модель компьютерной системы выделения ключевых слов
из текста на базе онтологий Когай В. Н.1, Пак В. С.2
'Когай Валерий Николаевич /Kogay Valeriy — кандидат технических наук, доцент; 2Пак Виталий Станиславович /Pak Vitaliy - старший преподаватель, кафедра информационных технологий, Ташкентский университет информационных технологий, г. Ташкент, Республика Узбекистан
Аннотация: в статье приведен анализ методов расчетов семантической близости для задач обработки текстов естественного языка, выполнена разработка алгоритмической модели системы анализа текстов для определения ключевых слов на базе предметно-ориентированного корпуса Википедии. Abstract: in this article the analyzes of methods of calculation of semantic proximity for natural language processing of texts are given. The development of algorithmic models of text analysis system for defining of the keywords on the basis of object-oriented Wikipedia body.
