Научная статья на тему 'Системное моделирование технологических процессов'

Системное моделирование технологических процессов Текст научной статьи по специальности «Математика»

CC BY
166
18
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Журнал
Символ науки
Область наук
Ключевые слова
МОДЕЛЬ / СТРУКТУРНАЯ МОДЕЛЬ / КОНСТРУКТИВНАЯ МОДЕЛЬ / МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ / ТЕПЛОМАССОПЕРЕНОС / ХИМИКО-ТЕРМИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА

Аннотация научной статьи по математике, автор научной работы — Бенгина Т. А.

В статье рассмотрен системный подход к моделированию различных технологических процессов, рассмотрены понятия системно-структурной и конструктивной моделей. В качестве примера приводится химико-термическая обработка изделий, ее системные связи и модельные элементы.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Текст научной работы на тему «Системное моделирование технологических процессов»

СИМВОЛ НАУКИ ISSN 2410-700X № 4/2019

- вертикальные несимметричные вибраторы (включающие штыревые антенны и объемные широкополосные вертикальные излучатели);

- горизонтальные симметричные вибраторы (включая наклонные, уголковые, широкополосные);

- рамочные или магниторезонансные антенны (малогабаритные магнитные антенны).

При организации связи на расстояния до 500-600 км целесообразно использовать антенны зенитного излучения.

Антенны в которых обеспечивается режим бегущей волны (V-образные, ромбические, собирательные, логопериодические и другие) ввиду больших размеров [2], из-за ограниченного размера крыш государственных учреждений, как правило, не могут применяться на радиоцентрах, развертываемых в городских условиях. Такие антенны рекомендуется использовать на радиоцентрах за пределами города или на мобильных пунктах связи.

Территориальный разнос между приемной и передающей антенной может быть равен половине максимального размера здания (площадки для развертывания), т.е. приблизительно в районе 20 м.

Еще одним направлением модернизации АФУ КВ диапазона является удлинение или укорочение старых антенн в зависимости от условий (дальности связи, наиболее часто используемых частот, а также технических возможностей по развертыванию АФУ на конкретном радиоцентре). Список использованной литературы:

1. Коротковолновые антенны / Г.З. Айзенберг, С.П. Белоусов, Э.М. Журбенко, Г.А. Клигер, А.Г. Курашов // Под общ. ред. Г.З. Айзенберга. - М.: Радио и связь, 1985. 536 с.

2. Соколов А. Г. Металлические конструкции антенных устройств. - М.: Стройиздат. 1971.- 240 с.

3. Григоров И.Н. Все об антеннах. - М.: ДМК Пресс, 2011 г., 352 с.

4. Карта России и мира [Электронный ресурс] http://u-karty.ru/sputnik.html. (дата обращения: 3.04.2019).

5. "ЖУРНАЛ РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ" N 3, 2004. А.Г. Давыдов, В.А. Калошин, Институт радиотехники и электроники РАН

6. Белоцерковский Г.Б. Основы радиотехники и антенны. В 2-х ч. Ч.2. Антенны - М.: Радио и связь, 2005-293с.

7.АО ОНИИП [Электронный ресурс] http://oniip.ru/product/104/1562/(дата обращения: 5.04.2019).

8. НИИ "Нептун" [Электронный ресурс] http://www.niineptun.ru/ru/production/antenno-fridernie. (дата обращения: 5.04.2019).

9. TECH stop EKATERINBURG [Электронный ресурс] https://techstop-ekb.ru/radio/rtlsdr-test-lowband-break-in-4.htm. (дата обращения: 5.04.2019).

10. Лавров А. С. Антенно-фидерные устройства. "Рос техн", М., 2003,368 с

© Безродный Я.Ю., 2019

УДК 62-5

Бенгина Т.А.

канд.техн.наук, доцент СамГТУ, г. Самара, РФ E-mail: bengina1@mail.ru

СИСТЕМНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ

Аннотация

В статье рассмотрен системный подход к моделированию различных технологических процессов, рассмотрены понятия системно-структурной и конструктивной моделей. В качестве примера приводится

СИМВОЛ НАУКИ ISSN 2410-700X № 4/2019

химико-термическая обработка изделий, ее системные связи и модельные элементы.

Ключевые слова

Модель, структурная модель, конструктивная модель, математическая модель, тепломассоперенос, химико-термическая обработка

Анализ любого технологического процесса начинается с системного описания объекта исследования, создания его модели.

В основе классификации моделей лежат различные принципы выделения типов, которые в свою очередь часто опираются на цели моделирования.

Замещение одного объекта (оригинала) другим (моделью) для отражения определенных частных свойств (фиксации определенных свойств) называется моделированием. [2]

Основополагающим моментом в этом определении является то, что многогранная система-оригинал может быть представлена в виде совокупности моделей, каждая из которых в более простом виде отражает одну из важных черт оригинала, отражая цель моделирования. Однако не целесообразно собрать полную модель просто как объединение моделей подсистем, так как она будет сложна также как и оригинал[2].

Для создания полной информативной модели процесса необходимо учитывать приоритет целей, принцип системной иерархии, а математические модели системы должны отражать преемственность моделей верхнего уровня по отношению к моделям нижнего уровня путем объединения переменных состояния последних [1,2]. Это позволяет сделать модель сложных технологических процессов понятной для восприятия.

Наиболее наглядным и информативным способом представления системы является граф, на каждом уровне которого в соответствии с иерархией описывается подсистема. В узлах графа размещаются расчетные схемы (конструктивные математические модели) в агрегированных переменных, ребра графа отражают связи между ними. Такие графы отражают структуру подсистем и представляют собой структурные модели [1,2].

Для исследования статистических характеристик системы используют структурный анализ, для этого система разбивается на подсистемы и рассматриваются элементы различного уровня, затем устанавливаются связи между ними[1,2]. Таким образом, объектом структурного анализа является многообразие структур, получаемых в процессе декомпозиции системы, которые помогают понять многосторонние свойства системы.

Для исследования структуры используют следующие параметры: количество элементов системы, соотношение между ними, их характеристики, связи между элементами, показатели структур, влияющие на эффективность системы управления (число уровней управления, устойчивость системы, экономические издержки и др.).

Для количественного анализа и синтеза используют конструктивные математические модели, представляющие собой расчетный аппарат. По методам получения априорной информации различают статические, детерминированные, аналитические и эмпирические модели. С учетом внутренней структуры системы рассматривают модели с сосредоточенными и распределенными параметрами; а по организации переработки текущей информации: самонастраивающиеся и эталонные. При классификации учитывают и другие многочисленные признаки, такие как методы решения задачи, виды управлений.

Стремление повысить уровень объема информации в математических моделях за счет их усложнения не всегда на практике оправдано, это связано с тем, что подробное описание структур процесса и польза информации, получаемой на выходе, далеко не всегда совместимы.

Необходимо учитывать, что повышенная степень конкретизации модели, имеющая излишнюю информативность, и не оказывающая существенного влияния на выбранный критерий, является бесполезной с позиции оптимизации данного критерия, а недостаточная информативность модели сужает возможности его оптимизации.

В описании промышленных процессов присутствуют сложные технологии, которые, в свою очередь,

СИМВОЛ НАУКИ ISSN 2410-700X № 4/2019

содержат несколько разнородных элементарных технологических процессов, этот факт можно наблюдать при тепломассопереносе на примере химико-термической обработки изделий. Для оптимизации подобных технологических процессов необходимо рассматривать структурные и конструктивные модели. В таких, хотя и сложных, но и однородных процессах, как различные виды нагрева, достаточно ограничиться агрегированными конструктивными моделями.

Однако конструктивные модели, описывающие тепломассоперенос во всех рассматриваемых технологиях, имеют общий термодинамический базис, что позволяет сделать попытку вычленения его с целью получения общих закономерностей оптимизации этих процессов с дальнейшим учётом спецификации каждого из них.

На примере ХТО изделий путем азотирования, целью которого является повышение твердости, износостойкости и коррозионной стойкости деталей, было выявлено наиболее существенное влияние на показатели качества обработки распределения азота по глубине упрочняемого слоя, а также температуры процесса, что и обусловило необходимость включения этих элементов в состав основных регулируемых параметров процесса. В качестве базовой конструктивной модели такого процесса может быть рассмотрена краевая задача тепломассопереноса, которая в дальнейшем может быть принята в качестве объекта управления[1,2].

Таким образом, системно-структурная модель технологических процессов должна отражать системные связи и модельные элементы, обеспечивающие основную цель технологического процесса.

Список использованной литературы:

1.Бенгина Т.А. Оптимизация технологического процесса газового азотирования: Дис.... канд. техн. наук.-Самара: Самар.гос.техн.ун-т, 2008.-155с.

2.Лившиц М.Ю. Теория и алгоритмы оптимального управления термодиффузионными процессами технологической теплофизики по системным критериям качества // Дисс. докт. Техн. наук. Самара.2001.

© Бенгина Т.А., 2019

УДК-62

М.А.Васюков

сотрудник Академия ФСО России,

г. Орел, РФ E-mail: vasuk247@gmail.com

РАЗРАБОТКА АЛГОРИТМА РАБОТЫ ВИРТУАЛЬНОГО ТРЕНАЖЕРА ПО КОНТРОЛЮ И ИССЛЕДОВАНИЮ ПАРАМЕТРОВ СТРЕДСТВ БЕСПРОВОДНОГО ДОСТУПА

В настоящее время производителями оборудования связи выпускается различные виды средств широкополосного доступа стандартов 802.11, 802.16. Анализ этих средств показывает, что они имеют много общего с точки зрения конструктивного исполнения, структурного построения и схожих принципов работы. С целью качественной подготовки специалистов, связанных. С эксплуатацией этих средств предлагается виртуальный тренажер по контролю и исследованию основных параметров, определяющих работоспособность этих средств.

Виртуальный тренажер будет способствовать формированию первичных навыков у обучающихся за счет имитации процессов контроля и исследования основных параметров [1]. Вопросы, которые будут отрабатываться, составляют основу подготовки специалистов по эксплуатации средств ШБД. Предлагаемый алгоритм по реализации данного тренажера представлен на рисунке 1.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.