автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.07, диссертация на тему:Алгоритмизация и автоматизация процесса наложения пористой изоляции принепрерывном производстве кабелей связи



-л

САМАРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИМ УНИВЕРСИТЕТ

На правах рукописи

МИТРОШИН ВЛАДИМИР НИКОЛАЕВИЧ

УДК 621.315.212.1.002 : 681.5

АЛГОРИТМИЗАЦИЯ И АВТОМАТИЗАЦИЯ ПРОЦЕССА АЛОЖЕНИЯ ПОРИСТОЙ ИЗОЛЯЦИИ ПРИ НЕПРЕРЫВНОМ ПРОИЗВОДСТВЕ КАБЕЛЕЙ СВЯЗИ

Специальность 05.13.07 - Автоматизация технологических процессов и производств (в электротехнической промышленности)

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Самара - 1996

Работа выполнена в Самарском государственном техничеа университете

Научный руководитель - Заслуженный деятель науки и техга РФ, д.т.н., профессор Рапопорт ЭЛ.

Официальные оппоненты:

Академик Международной Академии информатизации, дл профессор Дилигенский Н.В.

Кандидат технических наук, доцент Казаков А.А.

Ведущая организация - АО Самарская кабельная компания

г. Самара

Защита состоится " 25 " июня 1996 г. в " 10 " часов заседании диссертационного Совета Д063.16.01 при Самаре государственном техническом университете по адресу: 4431 г.Самара, ул.Галактионовская, 141, ауд. 23.

С содержание диссертации можно ознакомиться в библио-университета.

Автореферат разослан " " мая 1996 года.

Ученый секретарь диссертационного Совета

В.Г. Жиров

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Одними из основных задач, которые гасны быть решены для интенсификации производства, являются сличение производительности труда, экономия материальных ;урсов, сокращение численности работающих, повышение качества одукции.

Решение этих задач невозможно без комплексной автоматизации оизводственных процессов, оптимизации технологических режимов управления процессами производства.

Вместе с тем, одной из важных составных частей любой сложной снической системы являются линии передачи информации. В стоящее время в качестве линий передачи информации в зличных областях науки и техники (компьютерной технике, юмеханических системах, радиотехнике, вычислительных сетях и ;.) широко используются коаксиальные кабели. К ним относятся диочастотные коаксиальные кабели, коаксиальные кабели зоновой гзи, компьютерные миниатюрные кабели, сверхпроводящие аксиальные кабели, кабели для систем кабельного телевидения и угие.

Трименение коаксиальных кабелей в сложных технических системах едъявляет высокие требования к их параметрам, определяющим их чество как линий передачи информации.

Кабельное производство является сложным многооперационным оцессом, зависящим от большого числа режимных технологических раметров. К ним относятся параметры механических компонентов хнологического оборудования - скорости вращения и линейного ремещения; величины токов и напряжений электронагревательных ементов зон цилиндра и головки экструдера; параметры систем дяного и (или) воздушного охлаждения; химический состав сырья; [зические характеристики перерабатываемых материалов и т.д.

В настоящее время, несмотря на достаточно высокий уровень томатизации отдельных технологических операций изготовления белей связи, отсутствуют в достаточной степени обоснованные тодики построения систем управления их основными сплуатационными характеристиками, что связано с недостаточным учением объекта управления и существующих взаимосвязей между гажеством фокторов, определяющих качество конечной продукции, сазанное в особенности относится к технологически наиболее

сложной и ответственной операции наложения пористой изоляции процессе изготовления кабеля.

С этой точки зрения представляется несомненно актуальнс задача построения обобщенной математической мoдeJ технологического процесса на стадии изолирования как объек управления, выявления аналитическких связей между обобщенны! показателями качества кабеля с различными переменными состоят в процессе работы технологической линии и разработка принцип! построения соответствующих многосвязных систем автоматически управления, гарантирующих достижение требуемых количественш показателей по обобщенным показателям качества.

Настоящая работа посвящена рассмотрению некоторых аспект этой проблемы.

Цель и задачи работы. Основная цель диссертационной работ заключается в разработке математических моделей технологическо; процесса наложения пористой изоляции при непрерывш производстве коаксиальных кабелей связи, рассматриваемого качестве объекта автоматического управления по обобщеннь показателям качества, и алгоритмического обеспечения д построения соответствующих систем управления.

Для достижения указанной цели в диссертации поставлет следующие основные задачи.

1. Разработка функциональной и структурной схем процес наложения пористой изоляции как объкта автоматическо управленния.

2. Математическое моделирование основных уравнений стати для переменных состояния управляемого процесса.

3. Построение математических моделей для детерминированных статистических зависимостей основных эксгплуатационш характеристик кабелей связи.

4. Математическое описание процесса экструзии аномально-вязк< жидкости как объекта автоматического управления.

5. Построение аналитических и экспериментальных модел динамических характеристик составляющих звеньев структур» схемы объекта.

6. Разработка принципов построения и реализации многосвязга систем управления технологическим процессом наложения порист изоляции.

7. Разработка и промышленное внедрение систем управления средств контроля качества в промышленных условиях.

ИО^!"4!"" З'^^ДУи^С'^ р^боТ1 т лтп^атт^тптдтла ^тл ОТХ^

фяет и углубляет теоретические представления о характере и х закономерностях технологического процесса наложения :той изоляции при непрерывном производстве коаксиальных ей связи, дает методы их качественного и количественного 1ния, исследования и синтеза соответствующих систем [этического управления.

работе получены следующие основные результаты: Предложена структурная схема процесса наложения пористой ции как многосвязного объекта автоматического управления. . Предложены детерминированные и вероятностные модели юсвязи между переменными состояния и обобщенными гриями качества конечной продукции. .

. Предложены математические модели взаимосвязей между ¡ляемыми величинами, промежуточными переменными состояния годными воздействиями объекта в статических режимах его гы.

сработана аналитическая модель процесса экструзии аномальной жидкости как составляющего звена объекта управления. Разработаны математические модели динамических характеристик вляющих звеньев структурной схемы объекта управления.

Обоснованы и разработаны принципы построения многосвязных м автоматического управления обобщенным показателем тва технологического процесса наложения изоляции.

Практическая ценность работы определяется следующими 1енными вней выводами и рекомендациями.

Разработана инженерная методика расчета статических и «ических характеристик технологического процесса наложения щии как объекта автоматического управления. Разработаны инженерные методы синтеза и анализа многосвязных м управления технологическим процессом наложения изоляции.

Предложены оригинальные способы оптимального размещения псов управляемых величин при синтезе многосвязной системы латического регулирования.

Предложены специальные средства косвенного контроля 1енных состояния, недоступных для непосредственного измерения.

Разработаны и внедрены в производство информационно-эительная система для автоматического контроля жтрической проницаемости кабельной изоляции (ОКБ КП пищи Московской обл.), система контроля и управления

наложением пористой изоляции (АО "Самарская кабель: компания" г.Самара).

На защиту выносятся следующие основные положения.

1. Структурные схемы технологического процесса на ложе: пористой изоляции как объекта автоматического управле, волновым сопротивлением кабеля.

2. Вероятностные и детерминированные модели взаимосвязи ме: переменными состояния объекта и обобщенными критери. качества конечной продукции.

3. Математические модели статики объекта управления.

4. Математическая модель управляемого процесса экстру аномально-вязкой жидкости.

5. Математические модели динамических характеристик объе управления.

6. Принципы построения многосвязных систем управления процес наложения пористой изоляции.

7. Результаты промышленного внедрения систем автоматическ управления и контроля качества в процессе производства кабе связи.

Апробация работы. Основные положения и результаты раб доложены и обсуждены на VI Всесоюзной научно -техничес конференции "Состояние и перспективы развития кабелей связи в пятилетке" (г.Одесса, 1982), на Всесоюзной научно -техничес конференции "Новое технологическое оборудование, современ средства автоматизации и механизации кабельного производи (г.Бердянск, 1984), на VII Всесоюзной конференции "Состояни перспективы развития кабелей связи в XII пятилетке" (г.Бердя 1986), на Всесоюзной научно-технической конферен "Автоматизированные комплексы и системы, совреме! оборудование кабельного производства" (г.Паневежис, 1987), Всероссийской научно-технической конференции "Надеж» механических систем" (г.Самара, 1995), на VI конферен "Математическое моделирование и краевые задачи" (г.Самара,. 1! а также на научно-технических семинарах кафедры "Автоматик управление в технических системах" Самарского государствен! технического университета.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 12 печат работ, получено 8 авторских свидетельств на изобретения.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введе шести глав и заключения, изложенных на 124 страницах.

КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ.

Во введении обосновывается выбор темы, формулируются цели и говные задачи работы, кратко характеризуются научная новизна и зктическая ценность полученных результатов, приводятся основные поженил, выдвигаемые на защиту.

3 первой главе приводится краткое описание типового дологического процесса и серийного оборудования для наложения ристой изоляции коаксиального кабеля связи. Указывается, что одна наиболее ответственных технологических операций - наложение ристой изоляции коаксиального кабеля нереализуема при Чествующих жестких требованиях к его качественным эактеристикам без оснащения сложного технологического орудования соответствующими системами автоматического равления. Дается критический анализ существующих систем равления и средств контроля формированием . качества аксиального кабеля на технологической операции изолирования, жазано, что, как правило, известные системы управления оизводством кабелей строятся как локальные системы гулирования промежуточных параметров технологического процесса не содержат замкнутых контуров регулирования по основным :плуатационным показателям готовой продукции. Анализируются удности, возникающие на пути преодоления указанных недостатков, зиводится содержательная постановка задачи исследования, торая сводится, по существу, к разрабоке принципов построения и ализации систем управления обобщенных параметров качества беля в процессе его производства, непосредственно связанных с ределяющими электрическими характеристиками кабелей, цозначно характеризующих их качество в процессе последующей сплуатации.

Во второй главе разрабатываются функциональная и структурная емы процесса наложения пористой изоляции как многосвязного ¡ъекта управления с управляемыми величинами, непосредственно ределяющими обоснованный в работе обобщенный сплуатационный показатель качества коаксиального кабеля. >1являются и анализируются существенные технологические нсгоры, фигурирующие в качестве входных и возмущающих ^действий, исследуются физические величины и технические рактеристики, совокупность которых может рассматриваться в честве управляемых величин процесса. На множестве этих величин

выделяются. непосредственно контролируемые и наблюдаемые помощью специальных моделей параметры; устанавливают зависимости между управляемыми величинами и обобщенны] интегральными критериями качества, в роли котор] рассматриваются волновое сопротивление кабеля и КСЕ (коэффициент стоячей волны напряжения); выявляются основн статические входо-выходные соотношения для малых отклонен регулируемых величин от их значений, соответствующ номинальному установившемуся режиму работы технологическ линии в непрерывном процессе наложения «ористой изоляции.

В результате анализа этой системы соотношений, установленн в соответствии с основными физическими закономерностями процес наложения пористой изоляции, предложена следующая структурн схема объекта управления.

Рис. 1 Структурная схема статики объекта управления.

сь: входные воздействия:

- А £ - перемещение телескопического участка ванны охлаждения;

- ди - напряжение на входе нагревательного элемента;

- ДИ - скорость вращения червяка экструдера; потенциально контролируемые управляемые величины:

- - диаметр изоляции;

- ДС -погонная емкость изоляции; наблюдаемые управляемые величины:

-Де пп - относительная диэлектрическая проницаемость изоляции;

- Д8 - степень пористости изоляции;

- - масса изоляции на единицу длины проводника; переменные состояния:

-Д1Р- температура расплава изоляции; -ДР- давление расплава в головке; \ 0= 1* 15) - коэффициенты передачи соответствующих зкеньев >уктурной схемы в статическом режиме работы объекта с малыми вращениями регулируемых величин.

Показано, что выделенные в качестве управляемых величин этролируемые и наблюдаемые факторы однозначно определяют омовое сопротивление готового кабеля согласно соотношению для лых приращений:

52 .Д5(х) + ^ .Дё(х);

дад =

д 5

(О

гсь

1_ 2

1

МоНг

е„8.

1 + 2га+25(1-еп) /+2вп-5(/-еп)

• 1п

4%

+ <12

(2)

:: и Цг • абсолютная магнитная проницаемость вакуума и относительная магнитная проницаемость среды между внешним и внутренним проводниками соответственно; Ео - абсолютная диэлектрическая проницаемость вакуума; с п — относительная диэлектрическая проницаемость полиэтилена;

рп - плотность полиэтилена;

х - координата по длине кабеля;

с1 - диаметр внутреннего проводника.

В свою очередь, функция распределения И основ! интегрального показателя качества готового изделия - КСВН свя: со спектральной плотностью Бг волнового сопротивления выражени

Б [КСВН] = 7-ехр

4п2 #8Ж

(

где^о - номинальное значение волнового сопротивления кабеля;

V е - скорость распространения электромагнитной волны кабелю;

а о - числовой коэффициент, определяемый типом кабеля;

к - заданная величина КСВН;

{ - частота электрического сигнала, передаваемого по кабе Таким образом, рассматривая в качестве основ эксплуатационного показателя качества кабеля как линии с КСВН или однозначно связанную с функцией его распредел спектральную плотность волнового сопротивления, можно обеспе в соответствии с ( 3 ) требуемое качество готовой продукции указанному критерию, регулируя параметры, выделенные в кач( управляемых величин объекта.

В результате проведенного анализа формулируется за математического моделирования объекта управления, заключаюп в разработке инженерных методик расчета статических динамических характеристик отдельных звеньев, выделенны предложенной структурной схеме.

В третьей главе предлагаются аналитические зависимости вычисления коэффициентов передачи звеньев структурной с объекта, связывающих измеряемые и наблюдаемые управля величины с соответствующими входными воздействиями.

Для неконтролируемых непосредственно управляемых величш 5 и д предлагается аналитическая модель соответствую идентификатора состояния. На основании известных физич< закономерностей процесса экструзии получены следу! зависимости, связывающие степень пористости изоляции 5(4), 1 изоляции на единицу длины проводника % (5 ) и даэлектриче проницаемость е пп ( 6 ) пенопластовой изоляции с диаметром I емкостью изоляции С. В полученных выражениях к*, Ъ, а - числ<

ффициенты, определяемые свойствами полиэтилена.

еп - к*С1п — 5 = Ь- й •

2е„ +к С1п

В .. '

к*С1д

а

к'СЬ^-ч-ге, <1

2яеЛ (1

(5)

(6)

На основании ( 4 ) - ( 6 ) имеем следующие выражения для

тветствующих коэффициентов передачи:

к„ =

дъ.

ас

-

д 8

де.

(7)

Уравнение баланса массы пористой изоляции в процессе грузин приводит к зависимости между одной из основных >авляемых величин - диаметром изоляции и входным воздействием скорости шнека следующего вида:

V: =

к:

-+ ——+сг

(В)

/V(/-5) 1-8

: К},К^ -численные коэффициенты, определяемые .размерами матрицы, червяка в выходной зоне пресса и

метром

внутреннего проводника; V - скорость изолирования. Отсюда получаем произведение коэффициентов передачи звеньев уктурной схемы (рис. 1):

к. .кл-к„ —

и

к:

(9)

+ й2

/У(/-6) 1-8

Исследование статистических свойств распределения диам< кабеля в процессе его производства приводит к выражению плотности вероятности 4 случайной величины ^ ( 10 ) и соотношению между математическим ожиданием и дисперсией диаметра изоляции (11).

[(Р,г-<1>рп д ^ 4

оа л/5

■т„

2а:

(I

» 4т„ , л рп

Анализ (11) приводит к выводу о целесообразности стабилиз; диаметра в процессе работы системы автоматического управлени нижней границе технологического допуска, поскольку стабилиз на номинальном уровне, как это следует из ( 11 ), привода перерасходу материала.

Достаточно информативные и пригодные для практичес использования аналитические зависимости для опредег коэффициентов передачи звеньев, связывающих перемен телескопического участка ванны охлаждения с изменением еш за счет пористости; температуру расплава изоляции с измене емкости за счет изменения пористости; температуру расг изоляции с изменением диаметра за счет изменения пористое настоящее время найти не удается. В настоящей работе предлаг получить их экспериментальным способом, используя как резуль других авторов, так и постановку специальных эксперименте действующих объектах.

Аналогично, коэффициенты передачи Кл и Кв , учитыва] изменение параметров за счет усадки изоляции при охлажд получены экспериментально.

Приводится сравнительный анализ теоретических и «сперимента льны х данных по определению коэффициентов передачи зеньев, свидетельствующий об удовлетворительной точности редлагаемых аналитических приближений.

В четвертой главе предлагается математическая модель правляемого процесса экструзии пенопластовой изоляции ( звенья ,10,12 в структурной схеме-рис. 1 ). Движение расплава в процессе еизотермической экструзии аномально-вязкой жидкости в зоне озирования червяка экструдера моделируется общей системой равнений механики сплошных сред. Анализ условий реальной ехнологии приводит к обоснованным упрощениям этой системы, в езультате которых процесс с удовлетворительной точностью писывается системой уравнений ( 12 ) для стационарного [ространственного распределения давления Р по координатам х, у, г и румерному нестационарному уравнению теплопроводности дам ■емпературного поля массы изоляции (13) с краевыми условиями (14).

ЭР до

Эх

У*

ЭР За^. ЭР За

У*

Эу Эу дг дъ Эу

(12)

ЭТ д\

-= а

V

Э:Т д2Т

дх2 ду2

- и.

ЭТ Эх

ЭТ _

(13)

ЭТ

Эу

= ч(0;

кг« Я

ЭТ

Эу

= 0 ; Т = Тс при г=0 ;

!>-»о

(14)

где: ац - компоненты тензора напряжении сдвига;

о к - скорости течения расплава по координатам х, у, ъ\ др) - тепловой поток;

а* - коэффициент температуропроводности;

- мощность внутреннего тепловыделения, определяемая выражением ( 15 ), полученным с учетом степенного реологического уравнения состояния, связывающего компоненты тензоров скоростей деформации и напряжений.

Q =

Но

pnc*

ду

ду

a+1 2n

ехр[-Ъ(Т-Т0)]; (15]

Здесь ц о - ньютоновская вязкость;

С* - удельная теплоемкость расплава; Ь - температурный коэффициент вязкости; Т - текущая температура; п - индекс течения.

Анализ известных моделей неизотермического двумерного течет аномально-вязкой жидкости приводит после ряда корректив допущений с учетом решений системы уравнений (12) приближенным выражениям для распределения давления по дли зоны дозирования в явной форме:

Р =

Ц„В2

2 л RN(n + i)coscp

.п+/

(16:

Rsincp

Здесь R - радиус цилиндра экструдера; Ф - угол захода червяка; h - глубина канала червяка; I - длина зоны дозирования экструдера; В г - безразмерный градиент давлений, определяемый с учета граничного условия о z = 2 п R N cos <р ггри y=h. Отсюда находится коэффициент передачи К.9 звена (рис. связывающего давление Р в головке экструдера со скоросп вращения шнека N.

Коэффициент передачи К ю звена, связывающего удельную весов} производительность экструдера g с давлением на выходе голов» определяется выражением ( 17 ), для вычисления которого необходит определить поле скоростей течения расплава.

pntn+J 1 _

где Uz(r|) - безразмерная скорость в поступательном течении;

Г| =--безразмерная координата в радиальном направлении.

Соответствующее распределение скоростей в поступательном I и циркуляционном о* течениях устанавливается зависимостями 18 ) - ( 20 ):

__П а-1

= /[(л-л.)'+х'(л-л.,)7]' (л-л0)<1л; (18)

о

_ 1

>х(л) = х|[(л-л„)2+хг(л-л0б)2]2 (л-лов)йл; (19)

«.(л)-^йг; <2о>

рп^п+У ® х\ I/ Р"^11

десь % • отношение градиентов давлений в циркуляционном и :оступательном течениях.

В работе предложена итерационная процедура расчета поля коростеи, удельной весовой производительности и искомого оэффициента передачи по формуле ( 17 ) в зависимости от давления и выходе зоны дозирования.

Используя найденное ранее выражение для коэффициента [ередачи по скорости вращения N к диаметру кабеля согласно ( 9 ), «пределим неизвестный коэффициент передачи Кп звена, связывающего щаметр на выходе участка воздушного охлаждения с удельной гассовой производительностью экструдера

= к,к„к„

11 V V

9 /0

Температурное поле массы изоляции в экструдере определяется раничным управлением по напряжению питания нагревателя, юделируемьш тепловым потоком 9 на внешней поверхности жструдера в соответствии с ( 14 ) и воздействием по мощности шутреннего тепловыделения, возникающего за счет энергии сил шзкого трения, в свою очередь определяемой величиной давления на 5Ыходе зоны дозирования экструдера. Описанное явление моделируется звеньями с коэффициентами передачи Кг и К12 , шчисляемыми по соответствующим решения уравнения теплопроводности ( 13 ) с внешними воздействиями ч и Р, где для эасчета мощности внутреннего тепловыделения в соответствии с зыражением ( 15) в работе используются указанная выше процедура ю расчету поля скоростей течения расплава.

о

Используя известное решение линейного уравнен теплопроводности, можно получить следующее выражение i отклонения средней температуры Д Тер в сечении S экструдера выходе цилиндра от номинального значения при воздействиях граничному условию Aq = const и мощности внутренних источник тепла Д Р = const. ( 2

ДТср = Щ W) dT dS + Щ/ЬЛ^- W) dt dS;

Здесь hi и I12 - импульсные переходные функции рассматриваем звеньев при входных воздействиях вида дельта-функи соответственно noq и Р, определяемые функциями Грина уравнен теплопроводности; z, у - координаты интегрирования по сечеш Отсюда могут быть получены Кг и Кп.

В пятой главе разрабатывается математическое oimcai динамических характеристик объекта управления.

Структурная схема объекта управления в динамике ( Рис. соответствует в первом приближении предложенной выше структу соответствующей статическому режиму с заменой всех звеньев передаточными функциями, коэффициенты передачи котор определены в предыдущих главах работы.

Соответствующие исследования показывают, что звенья коэффициентами передачи Ki , Кз , Ks , Кб , К7 ,Кю, К13 , Км , К15 мож в первом приближении считать безинерционными в связи пренебрежимо малой инерционностью соответствующих процессов сравнению с доминирующими постоянными времени.

Звенья с коэффициентами К4 и Кв, описывающие влияние ваи охлаждения на формирование окончательных параметров кабеля достаточной степенью точности моделируются звеньями чист запаздывания величиной

Т = —; (23)

V

W,(p) = К, -ехр(-рт2); W,(p) = К, -ехр(-рт7); (24)

здесь Li- расстояние от начала ванны охлаждения до мес расположения соответствующего датчика.

Аналогичным образом участок воздушного охлаждения, котором происходит формирование пористой изоляции, та] моделируется звеном чистого транспортного запаздывания:

Рис. 2. Структурная схема модели процесса наложения пористой ляции как объекта управления.

\¥„(р) = К„.ехр(-рт,); (25)

)едаточная функция звена, связывающая производительность с лением, определяется сложным процессом комплексной юрмации аномально-вязкой жидкости и ее аналитическое «деление представляется затруднительным^ помощью специальных лериментов, проведенных на действующих объектах, установлено, динамика соответствующих процессов может быть описана с влетворительной точностью типовым апериодическим звеном вого порядка с постоянной времени Т0 = 0,54 с на исследуемом ■екте.

Дошширующая инерционность объекта проявляется в звень связанных с описанием температурного поля в экструдере. Соглас (22):

\^(р) = /112(р,х,у)с18; \^(р) = | ^(рлу^в; (27

Б Б

где Ь7(р,х,у) и Ьг(р,х,у) - изображения по Лапл; соответствующих функций Грина. В работе показано, что передаточю функции и могут быть с высокой степенью точно*

аппроксимированы передаточными функциями звеньев перв< порядка:

/ + Тгр

где постоянные времени найдены из условий минимизаг среднеквадратичной ошибки приближения точного и приближен» выражения для переходных функций звеньев.

Шестая глава работы посвящена вопросам синтеза систе автоматического управления процессом наложения порис изоляции.

Сформулированы и обоснованы требования к системе управлеш в частности, по допустимому диапазону времени проце регулирования.

Применительно к принятой математической модели многосвязн объекта управления определены возможные варианты выб регулируемых величин и управляющих воздействий на множес рассматриваемого набора входных и выходных величин в це решения основной задачи достижения требуемых харакгерис готовой продукции по принятому интегральному критерию качест В качестве первого варианта рассматривается трехконтур система с регулированием контролируемых выходных переменив емкости и диаметра изоляции кабеля, а также температуры распл с использованием в качестве управляющих воздейсп

ответственно Д £, N и напряжения на нагревателе U. С целью звязки взаимовлияния контуров регулирования через объект едлагается использовать компенсирующие звенья, обеспечивающие гономное регулирование каждой из указанных величин. Приводятся гбуемые передаточные функции развязывающих звеньев. Недостатком добной структуры является требование адаптивной подстройки звязывающих звеньев для нормального функционирования системы реальных условиях вариаций параметров объекта в процессе его рмального функционирования.

Второй вариант заключается в замене контролируемых ходных величин на неизмеряемые характеристики величин 5 и g, [числяемых с помощью соответствующих идентификаторов ггояния, синтезируемых на основе полученных результатов тематического моделирования объекта.

Приведенный в диссертации анализ показывает, что построение стемы управления величинами е™ и g , непосредственно ределяющими значение волнового сопротивления, обеспечивает статочно высокое качество процесса управления в многосвязной стеме без применения межконтурных компенсирующих воздействий. 1риводятся результаты специальных исследований по оптимальному змещению датчиков контролируемых величин на технологической

НИИ.

Выполнен с помощью пакета CLASSIC синтез стандартных гуляторов и анализ качественных показателей спроектированной югосвязной системы регулирования.

Полученные выводы и результаты использованы при разработке внедрении в производство системы автоматического управления юцессом наложения пористой изоляции на линии МЕ-90, ¡пользуемой для изготовления коаксиального кабеля типа ВКПАП.

Разработан ряд защищенных авторскими свидетельствами >игинальных устройств для контроля параметров качества при зоизводстве коаксиальных кабелей: измерители диэлектрической эоницаемости, волнового сопротивления, профиля движущегося 1бельного изделия. Предложен защищенный авторским ,'идетельством способ контроля плотности накладываемой пористой юляции.

Внедрение описанных систем позволило повысить точность аудирования параметров качества при наложении пористой юляции коаксиальных кабелей.

ОСаЮ5НЫ£ роЗ\jiuiaТЫ К БЬдлзОДЫ раСрТЫ. —

В диссертации предложено математическое описание процесса наложения пористой изоляции как объекта автоматического управления, На этой основе разработаны принципы построения соответствующих многосвязных систем автоматического управления, реализованные на практике.

В работе получены следующие основные результаты.

1. Разработана структурная схема процесса наложения пористой изоляции как объекта автоматического управления основным» эксплуатационными критериями качества конечной продукции.

2. Предложены вероятностные и детерминированные модел* взаимосвязей между эксплуатационными критериями качества \ переменными состояниями процесса.

3. Разработаны математические модели статических и динамических характеристик выходных и промежуточных переменных состояши объекта относительно всего возможного набора входных воздействий

4. Разработаны и обоснованы базирующиеся на полученно\ математическом описании процесса принципы построения многосвязных систем управления процессом наложения изоляции с использование!, непосредственного измерения контролируемых выходных переменны: и идентификаторов состояния для управляемых величин неподдающихся прямому измерению.

5. Разработаны и внедрены в производство информационно измерительная система для автоматического контроле диэлектрической проницаемости кабельной изоляции (ОКБ КГ г.Мытищи Московской обл.) и система контроля и управление наложением пористой изоляции (АО "Самарская кабельная компания' г.Самара).

Основные опубликованные работы по теме диссертации.

1. Митрошин В. Н. Алгоритмизация процесса наложения пориста изоляции на кабельную жилу на экструдерных прессах.; Идентификация и оптимизация управляемых технологически процессов. Межвуз. сб. научн. трудов. - Куйбышев: 1989, с. 18 - 21.

2. Митрошин В. Н. Управление процессом наложения пористо) изоляции на кабельную жилу.// Всероссийская научно-техн. коне} "Надежность механических систем". - Самара: 1995, с. 167.

3. Митрошин В. Н. Математическое моделирование управляемы процессов наложения кабельной изоляции. И Всероссийская научне техн. конф. "Надежность механических систем" ч.2 - Самара: 1995, с. 43.

Митрошин В. Н. Автоматизация процесса наложения пористой ыции при производстве коаксиальных кабелей.// Труды VI ференции "Матем. моделирование и краевые задачи" ч. 2 - Самара: >, с. 10 -12.

УЬитрошин В. Н. Математическая модель наложения изоляции на очервячном экструдере. / Межвуз. сборник научн. трудов »тематическое моделирование сложных систем"- Самара: СамГТУ, >, с. 24 - 38.

Митрошин В. Н., Чостковский Б. К. Уточненный расчет структивных параметров кабельной изоляции с учетом гистических характеристик экструдера.// VII Всесоюзная научно-I. конф. "Состояние и перспективы развития кабелей связи в гаддатой пятилетке" - М.: Информэлектро, 1986, с. 57 - 58. Литрошин В. Н. Алгоритмизация автоматического контроля и авления процессом пористой экструзии.// Тез. докл. Всесоюзной чно-техн. конф. "Автоматизированные комплексы и системы, ременное оборудование кабельного производства" - М.: {юрмэлектро, 1987, с. 54.

vÍHTpouniH В.Н. Емкостные методы контроля диэлектрической шщаемости кабельной изолявдш.// Тез. докл. Всесоюзной научно-н. конф. "Новое технологическое оборудование, современные з,ства автоматизации и механизации кабельного производства" -Информэлектро, 1984, с. 40 - 41.

Чостковский Б. К., Митрошин В. Н., Уклейн Д. А. Автоматическое ;ерение и анализ электрических характеристик изоляции дочастотных кабелей.// Тез. докл. VI Всесоюзн.научно-техн. конф. ^стояние и перспективы развития кабелей связи в XI пятилетке" -Информэлектро, 1982, с. 24.

Гальперович Д. Я., Ганин С. Н., Чостковский Б. К., Митрошин В. Тян В. К., Уклейн Д. А. Информационно-измерительная система оматизированного комплекса по производству радиочастотных !елей.// VII Всесоюзная научно-техн. конф. "Состояние и спективы развития кабелей связи в двенадцатой пятилетке"- М.: формэлектро, 1986, с. 54.

Авт. свид. СССР № 690410. Автоматическое устройство для [ерения диэлектрической проницаемости изоляции при ее гожении на кабельную жилу. / Абросимов А.А., Чостковский Б.К., ггрошин В.Н. - БИ №37, 1979.

Авт. свид. СССР № 855541. Устройство для измерения »днородности волнового сопротивления кабеля./ Семенов B.C., росимов А.А., Митрошин В.Н., Чостковский Б. К. - БИ № 30,1981.

-2013. Авт. свид. СССР № 974302. Устройство для контроля парамет изолированной кабельной жилы./ Чоспсовский Б. К., Митрошин В. Брюханов О.Ф. - БИ № 42, 1982.

14. Авт. свид. СССР № 1112314. Устройство для контр диэлектрической проницаемости изоляции кабельных Ж1 Чостковский Б.К., Митрошин В. Н., Уклейн Д. А., Павлов А. А. - БИ 33, 1984.

15. Авт. <жид. СССР № 1420347. Способ контроля плотно накладываемой пенопластовой изоляции кабельных жил в процс изготовления./ Чостковский Б.К., Митрошин В. Н. - БИ № 32,1988.

16. Авт. свид. СССР № 1442812. Устройство для измерения проф сечения движущегося кабеля./ Думко Ю.Н., Иванов К.В., Митрошш Н., Тян В. К., Уклейн Д. А., Чостковский Б. К. - БИ № 45, 1988.