автореферат диссертации по приборостроению, метрологии и информационно-измерительным приборам и системам, 05.11.16, диссертация на тему:Информационно-измерительная система для управления эндогазогенератором

На правах рукописи

МОКИЧЕВА Юлия Владимировна

ИНФОРМАЦИОННО-ИЗМЕРИТЕЛЬНАЯ СИСТЕМА ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ЭНДОГАЗОГЕНЕРАТОРОМ

05.11.16 - Информационно-измерительные и управляющие системы в машиностроении

1 9 МАЙ 2011

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Волгоград-2011

4847425

Работа выполнена в филиале ««Московского энергетического институ (технического университета)» в г. Волжском.

Научный руководитель

доктор технических наук, профессор Шевчук Валерий Петрович.

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор Шилин Александр Николаевич; доктор технических наук, профессор Есауленко Владимир Николаевич.

Ведущая организация

ОАО «Волжский подшипниковый завод»

Защита состоится «26» мая 2011 г. в 12 час. 00 мин. в аудитории 210 на заседай диссертационного совета Д 212.028.05 при Волгоградском государственн техническом университете по адресу: г. Волгоград, пр. Ленина, д. 28.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Волгоградского государственного технического университета.

Отзывы на автореферат в двух экземплярах, заверенные печатью, проа направлять по адресу: 400131, Волгоград, пр-т Ленина, 28, Ученому секрета диссертационного совета.

Автореферат разослан « 25 » апреля 2011 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

Авдеюк О.А.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Основная роль в улучшении качества выпускаемой продукции, повышения технического уровня, производительности и надежности изделий в подшипниковой промышленности принадлежит термической обработке изделия в контролируемой атмосфере (эндогазе), которая является наиболее эффективным методом упрочнения металла. Анализ уровня автоматизации технологического процесса получения эндогаза позволяет приступить к созданию систем управления, которые разрешают не только контролировать текущие значения технологических параметров, но и управлять качеством контролируемой атмосферы (эндогаза) по критериям, которые характеризуют эффективность работы основного оборудования в целом. Создание таких систем является весьма актуальной задачей и требует создания не только математических моделей основного оборудования, измерительной информации, моделей каналов обработки измерительной информации, но и разработки новых эффективных алгоритмов управления технологическим процессом. Работа выполнялась в рамках тематического плана МЭИ (ТУ) по теме № 1049060 «Моделирование интеллектуальных измерительных систем управления объектами теплоэнергетики» [4]. Работа относится к приоритетному направлению развития науки и техники в области энергетики и энергосбережения и выполнялась в рамках исполнения гранта РФФИ по проекту № 10-08-00125-а.

Целью работы является повышение качества управления технологическим процессом получения эндогаза за счет применения робастных алгоритмов управления.

Для достижения цели поставлены следующие задачи:

1. Провести анализ технологического процесса, технических средств автоматиза-ии и способов управления технологическим процессом получения эндогаза и провести оличественно обоснованный выбор критерия управления эндогазогенератором;

2. Разработать математические модели элементов системы управления, включая юдели измерительной информации, которые могут достоверно характеризовать ритерий управления;

3. Разработать робастньтй алгоритм оптимального управления эндогазогенератором;

4. Разработать алгоритм робасткой стабилизации стационарного режима работы ндогазогенератора;

5. Разработать алгоритм финитного управления эндогазогенератором в неста-ионарном режиме;

6. Разработать идентификатор динамических характеристик эндогазогенератора;

7. Исследовать метрологические характеристики идентификатора и влияние х на статическую погрешность робастной стабилизации.

Методы исследования. При решении поставленных задач использовались етоды анализа качества и устойчивости из теории автоматического управления, етодология проведения активного и пассивного эксперимента из теории экспери-гента, новые методы математического моделирования и методы метрологического нализа функционирования микропроцессорных информационно-измерительных управляющих систем.

Научная новизна определяется разработкой и реализацией новых подходо к решению проблем проектирования информационно-измерительных систем, функ ционирующих в составе АСУ ТП, и заключается в следующем:

1. Предложено новое уравнение измерения критерия управления технологиче ским процессом производства эндогаза, которое учитывает динамические свойств эндогазогенератора [2];

2. Предложен новый алгоритм робастной стабилизации стационарного режим работы эндогазогенератора [8];

3. Предложен новый алгоритм финитного управления эндогазогенераторо? в нестационарном режиме [10];

4. Предложен новый робастный алгоритм управления газогенератором, которы основан на текущей идентификации знака градиента в рабочей точке процесса [2];

5. Модернизирована методика имитационного моделирования процессо управления, которая учитывает при моделировании динамические свойства измери тельной информации и помехи измерения [10], [16];

6. Разработана математическая модель формирования динамической погреш ности качества управления при применении робастного алгоритма управления энд газогенератором []];

7. Показано, что оптимальные настройки идентификатора динамически характеристик обеспечивают минимум методической динамической погрешност в режиме робастной стабилизации [2].

Степень достоверности полученных результатов обеспечивается:

1. Все модели измерительной информации проверены на адекватность по данны пассивного эксперимента, проведенного на ОАО «Волжский подшипниковый завод»;

2. Все модели динамических характеристик объекта управления проверен' на адекватность по данным активного эксперимента, проведенного на ОАО «Волжски подшипниковый завод»;

3. Модели метрологических характеристик и работоспособность предложенны новых алгоритмов управления эндогазогенератором проверены на адекватное, методом ишпационного моделирования в условиях, наиболее приближенных к реап ным, то есть в условиях действия помех измерения.

Практическая ценность работы. Предложенные модели и алгоритмы легл в основу созданной экспериментальной установки. В состав установки вошли ви туальный прибор для измерения текущих значений влажности эндогаза, полево изменяемый прибор, ПЭВМ, пакет прикладных программ, обеспечивающий но мальное функционирование полевого изменяемого прибора, и пакет прикладнь программ для адаптации настроечных коэффициентов робастного алгоритма упра ления. Полевой изменяемый прибор может быть использован в системе управлен как идентификатор динамических свойств объекта управления.

Соответствие паспорту специальности. Указанная область исследован соответствует паспорту специальности 05.11.16 - «Информационно-измерительнь и управляющие системы (в машиностроении)», а именно: пункту 2 - «Новые метод и технические средства контроля и испытаний образцов информационн измерительных и управляющих систем»; пункту 3 - «Методы и технические средст

метрологического обеспечения информационно-измерительных систем, метрологического обеспечения испытаний и контроля, метрологического сопровождения и метрологической экспертизы информационно-измерительных систем, методы проведения их метрологической аттестации»; пункту 4 - «Методы и системы программного и информационного обеспечения процессов отработки и испытаний образцов информационно-измерительных и управляющих систем»; пункт)' 5 - «Методы анализа технического состояния, диагностики и идентификации информационно-измерительных и управляющих систем»; пункту 6 - «Исследование возможностей и путей совершенствования существующих и создания новых элементов, частей, образцов информационно-измерительных систем, улучшение их технических, эксплуатационных, экономических и эргономических характеристик, разработка новых принципов построения и технических решений».

Апробация результатов работы. Основные положения и результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на Международной конференции «Control-2005» (Москва, 2005 г.), Двенадцатой международной научно-практической конференции студентов и аспирантов «Радиоэлектроника, электротехника и энергетика» (Москва, 2006 г.), Одиннадцатой межвузовской научно-практической конференции молодых учёных и студентов (Волжский, 2005 г.), Межрегиональной юбилейной научно-практической конференции (Волжский, 2006 г.), Двенадцатой межвузовской научно-практической конференции молодых учёных и студентов (Волжский, 2006 г.), Всероссийской научно-практической конференции «Ресурсо-энергосбережение и эколого-энергетическая безопасность промышленных городов» (Волжский, 2006 г.), Тринадцатой межвузовской научно-практической конференции молодых ученых и студентов (Волжский, 2007 г.), Межрегиональной научно-практической конференции «Интеллектуальные измерительные системы в промышленности южного региона» (Волжский, 2007 г.), Всероссийских научно-практических конференциях «Ресурсо-энергосбережение и эколого-энергетическая безопасность промышленных городов» (Волжский, 2008, 2010 г.г.).

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Новое уравнение измерения критерия управления технологическим процессом производства эндогаза, которое учитывает динамические свойства эндогазогенератора;

2. Новый алгоритм робастной стабилизации стационарного режима работы эндогазогенератора;

3. Новый алгоритм финитного управления эндогазогенератором в нестационарном режиме;

4. Новый робастный алгоритм управления газогенератором, который основан на текущей идентификации знака градиента в рабочей точке процесса;

5. Модернизированная методика имитационного моделирования процессов управления, которая учитывает при моделировании динамические свойства измерительной информации и помехи измерения;

6. Математическая модель формирования методической динамической погрешности качества управления при применении робастного алгоритма управления эндогазогенератором;

7. Методика оптимизации настроек идентификатора по критерию минимума методические динамические погрешности качества управления.

Лнчный вклад автора. В работах, опубликованных в соавторстве и прив денных в конце автореферата, лично соискателю принадлежит: [3], [5], [6], [7], [8] разработка оптимальных алгоритмов управления процессом производства эндогаз [1], [2], [19] - модель динамической погрешности идентификации, [4] - математическ модель эндогазогенератора, [9], [10], [11], [12], [13], [14], [15], [16] - методика имт тационного моделирования алгоритмов управления.

Публикации. По теме диссертации автором опубликовано 19 работ, сред которых 3 в журналах перечня ВАК и 1 отчёт о НИР с государственным номеро регистрации.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти гла заключения, списка литературы из 90 наименований и четырех приложений. Общи объем работы составляет 227 страниц, в том числе 65 рисунков и 7 таблиц.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении представляется решаемая проблема, обосновывается актуальное! темы диссертационной работы, излагается краткое содержание глав диссертации.

Первая глава посвящена постановке задачи повышения качества управлен; газогенератором. Проведен анализ способов управления аналогичными технолог ческими процессами, анализ современных технических средств автоматизаци и интегрированных систем проектирования и управления.

Эндогаз является восстановительной средой для стали с определенным соде жанием углерода, которая обеспечивает постоянство углеродного потенциала пр строго определенном и очень малом содержании водяного пара. Для производст эндогаза применяют газогенерирующие установки, которые состоят из генератор системы подвода газовоздушной среды в реторту генератора и системы подвода га к горелкам. Анализ технологического процесса получения эндогаза показал, чт качество эндогаза оценивается по его влажности, У2(0 (рисунок 1).

Х1 у1 / У2 ^

х2

1 - труба горения; 2 - внутренняя реторта эндогазогенератора Рисунок 1 - Схема информационных потоков

Управление процессом можно производить расходом воздуха в газовоздушну смесь, Х2{(), по каналу управления ^(р). При этом температура реторты, У^), являет возмущением и воздействует на влажность, 72(0>по каналу возмущения Жп(р).

Во второй главе произведено математическое описание элементов систем управления эндогазогенератора, приведены модели измерительной информаци модели динамических характеристик эндогазогенератора, произведена провер адекватности моделей. Анализ технологического процесса и возможностей совр менных технических средств автоматизации показал, что критерием управлен

процесса получения эндогаза целесообразно выбрать технологический коэффициент полезного действия эндогазогенератора (текущая эффективность), ЭР(/), который предлагается оценивать по отношению текущего значения влажности эндогаза, измеряемого влагомером, У2э(0> к текущему значению влажности, рассчитанному по математической модели эндогазогенератора, К2(?):

ЭР(/)

ад

-Иг

У20)

-> тах •

(1)

Анализ схемы движения информационных потоков в эндогазогенераторе (рисунок 1) и динамических свойств эндогазогенератора по основным каналам управления и измерения показал, что текущее значение эффективности работы газогенератора определяется следующим уравнением измерения:

эдо =

ад

Ту Ту

- 5.8 • ¡Х2 (t ) ■ h22 (i - т) • dx + 0.000027 ■ Jy, (f ) -hu (t - r) • di

о о

(2)

где Уй(0 - значение влажности, измеренное влагомером; X2(t) - текущие значения асхода воздуха в газовоздушную смесь; Y2{t) - текущие значения влажности эндо-аза, измеренные промышленным прибором; Yi(t) - текущие значения температуры в реторте генератора; h22{t) - импульсная переходная характеристика по каналу правления влажностью эндогаза; hi2(t) - импульсная переходная характеристика о каналу влияния температуры реторты на влажность; Ту - период идентификации инамических характеристик эндогазогенератора, который тесно связан с темпом бработки измерительной информации в информационной подсистеме АСУ ТП.

Для построения математической модели измерительной информации был проведен ассивный эксперимент на эндогазогенераторе Волжского подшипникового завода, результате эксперимента были получены данные об изменении температуры реторты, лажности эндогаза, расхода газа на горение и расхода воздуха на реакцию. При об-аботке использовались экспериментальные данные за время наблюдения, равное вум суткам. Математические модели измерительной информации были получены шроксимацией экспериментальных автокорреляцжмшых функций экспоненциальными ависимостями и представлены в таблице 1. Произведена проверка адекватности оделей измерительной информации. Результаты проверки сведены в таблицу 2. юлучены также динамические модели каналов управления (см. таблицу 3).

аблица 1 - Математические модели измерительной информации

т0

m

Температура реторты, Ki(f)

1050°С

7,485 (°СГ

K(t) = 7,485 -е-'-5"

Влажность, ï2(t)

0,948 %

0,00388 (%)2

K(t) = 3,875 -10 -е

■3 -3,568

Расход газа, Х\ (t)

0,0028 м /с

3,43-10"' (м /с)

К (0 = 3,43-10-'-е"

Расход воздуха, Х2(/)

0,0068 м /с

1,03-10'7 (м3/с)2

К(0 = 1,03-1(Г7 .É?"3-086'10

Канал Расход газа, Х)(() Расход воздуха, Лг(!) Температура реторты, Г,(0 Влажность,

Математическое ожидание (пассивный эксперимент), т0 6,791 -КГ1 2,827-10"3 1050 0,948

Математическое ожидание (моделирование), т„ 6,87-КГ' 2,777-10"1 1050 0,968

Критерий оценки адекватности расчетный, / 0,456 0,293 0,547 0,975

Критерий оценки адекватности табличный (Стьюдента), 2,131 2,131 2,131 2,131

Дисперсия (пассивный эксперимент), Д) 1,027-10"' 3,433-10"' 7,485 0,003875

Дисперсия (моделирование случайного процесса), Э, 6,255-10"' 4,347-10"' 4,146 0,001309

Критерий Фишера расчетный, 5 1,641 1,266 1,805 2,04

Критерий Фишера табличный, /Чавя- 1,46 2,131 2,131 2,131

Таблица 3 - Модели каналов управления и возмущения эндогазогенератора

Канал Передаточная функция

Канал управления температурой реторты 4,6-р + 1

Канал управления влажностью ТШ(Р)- °'°42 -е-0™" 1,3-^ + 1

Канал возмущения К 00 = -4,467-10"4

Третья глава посвящена разработке алгоритма управления газогенератором Исследование критерия управления показало, что статическая характеристика объект управления от основного управляющего параметра носит экстремальный характер Кроме того, статическая характеристика дрейфует в пространстве управляющи координат случайным образом. Это ведет к неопределённостям, которые влияю на выбор оптимального управляющего воздействия. Также динамические свойств эндогазогенератора изменяются с течением времени, что обуславливает необходимост периодической идентификации положения рабочей точки статической характери стики эндогазогенератора в пространстве управляющих координат. Принципы эф фективного управления требуют проводить текущую идентификацию по данны. нормального функционирования. Поэтому алгоритм управления должен постоянн отслеживать дрейф оптимального режима и наносить управляющее воздействи компенсирующее этот дрейф.

Предложен способ определения текущих значений критерия управлени по данным прямых измерений (рисунок 2). Способ заключается в следующем. Сигнал от термопары, измеряющей температуру реторты, Г] (0, от расходчика воздуха, Х2( и измерителя влажности, Г2э(0> подаются через соответствующие модули УС в программируемый логический контроллер, в котором и реализуется вычислени текущего значения эффективности работы эндогазогенератора, ЭР(0, согласно (2).

Периодическую идентификацию целесообразно производить методом наименьших квадратов, при условии выполнения требования наилучшего согласования текущего значения прогнозируемой эффективности с текущими значениями эффективности, вычисленной по результатам прямых измерений. Для этого необходимо, чтобы сумма квадратов отклонений текущих значений прогнозируемой эффективности от значений эффективности, вычисленной по результатам прямых измерений обращалась в минимум:

1шп^(ЭР,ГЭР(Х2/,А,В))2, (3)

¡=1

где ЭРэ, - текущие значения прогнозируемой эффективности; ЭР(Х2 ,А,В) -значения эффективности, вычисленной по результатам прямых измерений.

х! р х 1 >!

& 1 Г О * О & * £ 3 |

1 1 ЭР,----Ь--^-

с о 5 у 8 ^ а 1 1

Рисунок 2 - Способ измерения эффективности работы эндогазогенератора

При этом робастный алгоритм управления эндогазогенератором вытекает непосредственно из (3) путем дифференцирования и приравнивания к нулю первых производных по идентифицируемым параметрам.

Так как в окрестности рабочей точки статическая характеристика эндогазогенератор линеаризуема в малом, то аппроксимирующая зависимость может бьпъ выбрана прямой:

ЭР(Х2,А,В) = А-Х2+В. (4

Подстановка (4) в (3), дифференцирование по А и В и приравнивание к нул полученных производных дает систему алгебраических уравнений:

1*2,-ЭР,

= 0;

N N N (5

N N

М 1=1

N N N

Если использовать центрированные значения экспериментальных данных, то вс оценки нечетных начальных моментов в системе уравнений (5) преобразуются в нечетнь центральные моменты и становятся равными нулю. Поэтому система уравнений (

принимает после несложных преобразований следующий вид:

-; (

м

где АХц, АЭР( - центрированные значения расхода воздуха и эффективности работь М- длина массива экспериментальных данных.

Коэффициент А есть не что иное, как величина производной в рабочей точ при условии, что АА2 = 0. Кроме того, в условиях функционирования АХ2 есть не чт иное, как флуктуации параметра вокруг своего математического ожидания.

Поэтому выражение (6) представляет собой алгоритм вычисления величин производной (в одномерном случае) или составляющих градиента (в многомерно случае) по данным нормального функционирования, и, следовательно, устройст для управления эндогазогенератором целесообразно представить в виде блок-схем на рисунке 3.

Получение наибольшей эффективности работы эндогазогенератора в цело зависит от эффективности работы алгоритмов управления в каждом режиме работ то есть от эффективности работы обеспечивающих алгоритмов. Поэтому при разр ботке робастного алгоритма управления необходимо учесть характерные особенное режимов работы эндогазогенератора.

Можно выделить два основных режима работы эндогазогенератора: режи разгона и режим стабилизации. Режим разгона должен обеспечить максималь быстрый разогрев реторты генератора и максимально быстрое установление нео ходимой влажности эндогаза. Это возможно только применением принцип финитного управления (рисунок 5). При режиме стабилизации должно учитывать влияние температуры реторты на влажность газа (рисунок 4).

Рисунок 3 - Структурная схема робастного алгоритма управления

Рисунок 4 - Способ регулирования влажности эндогаза с компенсацией возмущения (для режима стабилизации)

к,АР)

X ,

БФЗ 1 !

- X,

\ - БФЗ*>

6

Рисунок 5 - Система программного управления эндогазогенератором

В четвертой главе произведено моделирование процессов управления по все разработанным алгоритмам управления с целью определения характеристик работо способности и эффективности алгоритмов управления эндогазогенераторот. Методика моделирования обеспечивающих алгоритмов управления модернизирован введением блоков вычисления критерия качества управления и введением блок имитации помех измерения на выходную координату объекта управления (рисунок 6).

Рисунок 6 - Блок-схема имитационного моделирования процессов управления Результаты имитационного моделирования представлены на рисунке 7.

—- зависимость эффективности работы от расхода воззуха при финитной }ттравленип

т. _ т. - зависимость эффекпшности расоты отрасхопа вомуха при исканной системе регулирования

О

Рисунок 7 - Статическая характеристика эффективности работы

Особенностью технологического процесса получения эндогаза является т что статическая характеристика влажности, 72)(0> дрейфует во времени. Этот фа. необходимо отразить в схеме моделирования процессов управления введением бло дрейфа характеристик эндогазогекератора. Ещё одна особенность алгоритмов робастно управления - это наличие в них процедур текущей идентификации динамически свойств объектов управления, которые используются блоком вычисления эффективное!

Для измерения текущих значений влажности используется программно обеспечение микропроцессорного контроллера, которое также может быть учтен при моделировании работоспособности алгоритма робастного управления, сущнос которого заключается в постоянном слежении за перемещениями рабочей точк эндогазогенератора путем периодической оценки знака градиента статистическим методами.

г> [ /

I——*

Расход таза, ыЗ час

В соответствии с предлагаемым робастным алгоритмом управления, разработана соответствующая блок-схема имитационного моделирования процесса управления, показанная на рисунке 8.

Рисунок 8 - Блок- схема имитационного моделирования робастного алгоритма управления

В интеллектуальных измерительных системах используются программные омпенсаторы динамических свойств объектов управления. Они представляют собой искретные аналоги весовых функций объекта управления по соответствующим >авнению измерения каналам распространения информации. Динамические свойства бьекта управления изменяются в реальном масштабе времени. Это связано как с усло-иями эксплуатации, так и с естественным старением свойств объектов управления, оторые называются дрейфами характеристик объекта управления. Дрейф характе-истик объекта управления - это нестационарный случайный процесс. Поэтому, инамические свойства объекта управления необходимо периодически идентифи-ировать, чтобы подстроить программные компенсаторы под текущую ситуацию, состав информационной подсистемы входит виртуальный прибор, который осу-ествляет текущую идентификацию динамических свойств объекта управления.

Получена математическая модель формирования методической динамической оставляющей погрешности идентификации, которая ориентирована на решение авнения Винера-Хинчина в матричной форме относительно весовой функции объекта правления. Исходными данными для решения уравнения являются автокорреляци-нная функция входного управляющего воздействия и взаимокорреляционная

функция критерия управления и управляющего воздействия. Эти корреляционны функции находит сам идентификатор по данным пассивного наблюдения за объектол управления. Результаты моделирования процессов измерения и процессов формиро вания относительной методической динамической погрешности обработки измери тельной информации представлены на рисунке 9. Они показывают, что методическ статическая погрешность обработки измерительной информации имеет экстремальны вид, при определении весовой функции эндогазогенератора по каналу расход газа влажность эндогаза. Модель дает количественную оценку точности попадания в оп тимум при управлении по градиентным алгоритмам управления.

Критерием качества процесса управления принимается величина перерегули рования, которая является основной составляющей методической динамическо погрешности цифровой обработки информации в информационно-измерительны каналах системы управления. Эти измерительные каналы обладают свойствам автоматической настройки на конкретные пределы измерения технологически параметров и предназначены как для отображения информации, так и для поставк этой информации в алгоритм управления.

Рисунок 9 - Дисперсии случайной функции ошибки идентификации

Поскольку алгоритмы управления содержат процедуры идентификации, требующ накопления информации, то быстродействие информационно-измерительной систем (ИИС) должно быть приведено в соответствие с периодом нанесения управляющи воздействий, Ту, что практически осуществимо посредством оптимального выбор периода опроса первичных преобразователей, Ts. Методическая динамическа погрешность измерительных каналов обусловлена свойствами аналоговых элемента влиянием внешних воздействий, отличием частотных спектров программно обрабать ваемых сигналов от частотных спектров реальных измеряемых сигналов и от свойс цифровых элементов системы. Так как оптимальное управление по своей структур напоминает систему автоматического регулирования и состоит из трех основны частей (объект управления, модуль идентификации математической модели объект и алгоритм управления), структурную схему выделения методической динамическо погрешности можно представить так, как это изображено на рисунке 10. На exet n{t) - помеха измерения; hp(t) - весовая функция закона управления; ho(t) - весов функция объекта управления; - весовая функция аналогового канала измерени

ДисРЭрсия атучв'лиэЯ Функции ошибки обработки информации

Математическое ожидание сигнала X

Математическое смощание сигнала У

критерия управления; /«/(/) - весовая функция цифрового канала измерения критерия управления; Ун([) - текущее значение критерия управления; Уц{() - цифровой аналог текущего значения критерия управления; Е{() - погрешность цифровой обработки информации.

Рисунок 10 - Схема выделения методической динамической погрешности

Математическая модель формирования относительной погрешности робастной стабилизации:

в = 4 =-£--[l - U - 1--4-1®--[i _ Е^аУТ' ]■ [1 - £-<л-°»I-

а; (С + а)-(С-а) J 1 J (С + а)-(Д-а)1 Jl J

----fi _ ew>t.1- fl - E'ic~ayT• 1+---fl - E-^a}T' 1. f: - Е<д'а)т-1

(Д + аНС-а) 1 J 1 1 (Д + а)-(Д-а) L J 1 1

где a - параметр, характеризующий скорость измеряемого сигнала,

Хг-А!

д =

Г0 ' " Г, L_ Та

в = ^ \ЕТ'/Т° - 11, С = ^Ld, Д = ^[ETs/T° - 1] + 7 •

Тп. т. L J Тг, 'о

На рисунке 11 (сплошная линия) представлен график зависимости погрешности бработки информации, полученный расчетом по математической модели, от отно-ительного периода опроса датчика, аТ5. Достоверность полученных результатов роверена методом имитационного моделирования.

Пот^ииносту ~J * to

Рисунок 11 - Зависимость погрешности от темпа представления информации

Анализ результатов моделирования показывает, что в области малых значений аТ5 аблюдается плато с погрешностью обработки информации на уровне сотых долей

процента. Увеличение периода опроса датчиков, Ts, приводит к снижению погрешносте обработки информации. Это сказываются фильтрующие свойства объекта управлеш и наличие обратной связи. Поэтому при проектировании супервизорных систе управления период нанесения управляющих воздействий, Ту, должен выбиратьс с учетом динамических свойств объекта управления: Ty=N-Ts, где N - длина массив динамической характеристики объекта управления. Эти величины и являютс настроечными коэффициентами идентификатора динамических характеристи разработанного в работе.

В приложениях приведены результаты технологических испытаний газоген раторов, программы идентификации объекта управления, расчет настроек систе регулирования, программы имитационного моделирования процессов управления.

Выводы

1. Предложено новое уравнение измерения критерия управления технологич ским процессом производства эндогаза, которое учитывает динамические свойст эндогазогенератора;

2. Предложен новый алгоритм робастной стабилизации стационарного режи. работы эндогазогенератора;

3. Предложен новый алгоритм финитного управления эндогазогенераторо в нестационарном режиме;

4. Предложен новый робастный алгоритм управления газогенератором, которь основан на текущей идентификации знака градиента в рабочей точке процесса;

5. Предложена модернизированная методика имитационного моделирован процессов управления, которая учитывает при моделировании динамические свойст измерительной информации и помехи измерения;

6. Получена математическая модель формирования методической динамическ погрешности качества управления при применении робастного алгоритма управлен эндогазогенератором;

7. Разработана методика оптимизации настроек идентификатора по критери минимума методической динамической погрешности качества управления.

ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

Научные труды в журналах из перечня ВАК РФ

1. Шевчук В.П., Мокичева Ю.В. Количественная оценка качества супервизорно управления // Справочник. Инженерный журнал с приложением. № 5,2009. - с. 6-10.

2. Мокичева Ю.В., Алехин А.Г., Терлянский A.B. Исследование динамическ погрешности цифрового управления // Известия Волгоградского государственно технического университета: серия «Прогрессивные технологии в машиностроени Вып. 5: межвуз. сб. науч. ст. - Волгоград: ВолгГТУ, 2009. -№ 8. - с. 57-62.

3. Мокичева Ю.В., Шевчук В.П. Исследование алгоритмов управления газогене тором // Приборы и системы. Управление, контроль, диагностика. № 2,2007. - с. 6-11.

Научные работы в других изданиях

4. Кузеванов B.C., Шевчук В.П., Мокичева Ю.В. и др. - Моделирование интелл туальных измерительных систем управления объектами теплоэнергетики. -

ВНТИЦентр. Информационная карта ГР. 01200605917, инв. № 02200951976. - 157 с.

5. Мокичева Ю.В., Шевчук В.П. Способ управления качеством газа на выходе из эндогазогенерирующей установи! // Международная научно-техническая конфе-

енция «Состояние и перспективы развития электротехнологии» (XII Бенардосовские тения), г. Иваново, 2005 г.: Тезисы докладов, Т. 1. - Иваново, 2005. - с. 48.

6. Мокичева Ю.В., Шевчук В.П. Управление качеством газа на выходе из эн-огазогенерирующей установки // Одиннадцатая межвузовская научно-практическая онференция молодых учёных и студентов: тезисы докладов. В 4-х т. Т. 1. — Волжский: илиал ГОУВПО «МЭИ (ТУ)» в г. Волжском, 2005. - с. 54-55.

7. Мокичева Ю.В., Шевчук В.П. Способ управления качеством газа на выходе з эндогазогенерирующей установки // Теория и практика построения и функциони-ования АСУ ТП: Труды Международной конференции «Control-2005». - М.: Изда-ельство МЭИ, 2005. - с. 177-181.

8. Мокичева Ю.В., Шевчук В.П. Управление эндогазогенератором с компен-ацией по возмущению // Перспективные проекты и технологии в энергетике: Мате-иалы межрегиональной юбилейной научно-практической конференции, посвящен-ой 75-летию ГОУВПО «МЭИ (ТУ)» и 10-летию Филиала ГОУВПО «МЭИ (ТУ)» в . Волжском / Сборник научных статей. - Волжский: Филиал ГОУВПО «МЭИ (ТУ)»

г. Волжском, 2005. - 275 с. Издательство: Филиал ГОУВПО «МЭИ (ТУ)» в г. олжском, 2006. - с. 259-266.

9. Мокичева Ю.В., Шевчук В.П. Расчет двухконтурной системы регулирова-ия качества газа на выходе из эндогазогенерирующей установки. Радиоэлектрони-а, электротехника и энергетика // Двенадцатая Междунар. науч.-техн. конф. сту-ентов и аспирантов: Тез. докл. В 3-х т. - М.: МЭИ, 2006. Т. 1.- с. 234-235.

10. Мокичева Ю.В., Варнавская Н.С. Расчет каскадной системы регулирования ачества эндогаза // Двенадцатая межвузовская научно-практическая конференция юлодых учёных и студентов: Тезисы докладов. В 4-х т. Т. 4. - Волжский: Филиал ОУВПО «МЭИ (ТУ)» в г. Волжском, 2006. - с. 10-11.

11. Мокичева Ю.В., Мережкина H.A. Имитационное моделирование алгорит-а управления качеством эндогаза // Двенадцатая межвузовская научно-

фактическая конференция молодых учёных и студентов: Тезисы докладов. В 4-х т. . 4. - Волжский: Филиал ГОУВПО «МЭИ (ТУ)» в г. Волжском, 2006. - с. 10-11.

12. Мокичева Ю.В., Найденова М.Н. Расчет трехконтурной системы регулиро-ания температуры острого пара Н Двенадцатая межвузовская научно-практическая онференция молодых учёных и студентов: Тезисы докладов. В 4-х т. Т. 4. - Волж-кий: Филиал ГОУВПО «МЭИ (ТУ)» в г. Волжском, 2006. - с. 10-11.

13. Мокичева Ю.В., Шевчук В.П., Еремин Д.В., Коровина Е.В., Качегин Д.А., рошев H.A., Загребин В.А., Бочаров М.Г., Гудкова E.H., Кириенко E.H. Концепту-

ьное проектирование интеллектуальных измерительных и управляющих систем // истемные проблемы надежности, качества, информационных и электронных технологий инновационных проектах (Инноватика-2006) / Материалы Международной конфе-енции и Российской научной школы. Часть 1. - М.: Радио и связь, 2006. - с. 59-60.

14. Мокичева Ю.В., Шевчук В.П., Коровина Е.В. Имитационная модель системы егулирования температуры контролируемой атмосферы // XXVI Российская школа

по проблемам науки и технологий. Тезисы докладов. - Миасс: МСНТ, 2006. - с. 65.

15. Мокичева Ю.В., Шевчук В.П. Имитационное моделирование алгоритм управления качеством эндогаза // Информационные системы и модели в научны исследованиях, промышленности и экологии. Всероссийская научно-техническа конференция. - Тула: Изд-во ТулГУ, 2006. - с. 55-57.

16. Мокичева Ю.В. Имитационное моделирование АСР параметров контрол руемой атмосферы на основе разностных уравнений // Ресурсо-энергосбережение эколого-энергетическая безопасность промышленных городов: Сборник материал всероссийской научно-практической конференции. - Волжский: Филиал ГОУВП «МЭИ (ТУ)» в г. Волжском, 2006. - с. 39-45.

17. Мокичева Ю.В., Терлянский A.B. Сравнительный анализ теоретических экспериментальных моделей пароперегревателя котла ТПП-210 // Тринадцатая ме вузовская научно-практическая конференция молодых ученых и студентов: Тезис докладов. - Волжский: Филиал ГОУВПО «МЭИ (ТУ)» в г. Волжском, 2007. - с. 47-48.

18. Мокичева Ю.В. Пакет приклад, программ для синтеза систем регулирования Интеллектуальные измерительные системы в промышленности южного регион Сборник материалов межрегиональной научно-практической конференции. - Волжски Филиал ГОУВПО «МЭИ (ТУ)» в г. Волжском, 2007. - с. 25-30.

19. Мокичева Ю.В., Шевчук В.П., Грошев А.И., Еремин Д.В., Агринская С.' Загребин М.А. Критерии интеллектуальности измерительных и управляющих систем Системные проблемы надежности, качества, математического моделирования, инфо мационных и электронных технологий в инновационных проектах (Инноватика-2007) Материалы Международной конференции и Российской научной школы. Часть Том 1. - М.: Энергоатомиздат, 2007. - с. 100.

Мокичева Юлия Владимировна

Информационно-измерительная система управления эндогазогенераторо

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических на> по специальности 05.11.16. - «Информационно-измерительные и управляющ системы (в машиностроении)». - Волгоград, 2011. - 18 с.

Подписано в печать 20.04.2011. Формат 60х90шб-Печать ризографическая. Усл. печ. л. 1,0. Тираж 100 экз. Заказ № 378.

Издательство Филиала ГОУВПО «МЭИ (ТУ)» в г. Волжском 404110, г. Волжский, пр. Ленина, 69.

Введение.

1 Анализ современных систем управления технологическим процессом получения эндогаза.

1.1 Способы управления аналогичными технологическими процессами.

1.2 Анализ современных технических средств автоматизации.

1.3 Анализ программного обеспечения.

1.4 Выводы. Постановка задачи исследования.

2 Математическое описание элементов системы управления эндогазогенератора.

2.1 Модели измерительной информации.

2.2 Модели динамических характеристик эндогазогенератора.

2.3 Проверка адекватности моделей измерительной информации.

2.4 Проверка адекватности моделей каналов управления.

2.5 Выводы по главе.

3 Разработка алгоритмов оптимального управления.

3.1 Робастный алгоритм управления эндогазогенератором.

3.2 Способ управления эндогазогенератором в стационарном режиме работы.

3.3 Способ программного управления температурой реторты и влажностью эндогаза.

3.4 Выводы по главе.

4 Исследование работоспособности и эффективности алгоритмов управления эндогазогенератором.

4.1 Моделирование работоспособности алгоритма для стационарного режима работы эндогазогенератора.

4.2 Моделирование работоспособности алгоритма программного управления.

4.3 Моделирование работоспособности робастного алгоритма управления.

4.4 Разработка и исследование идентификатора динамических характеристик эндогазогенератора.

4.5 Исследование метрологических характеристик идентификатора

4.6 Методические динамические погрешности процесса управления.

4.7 Выводы по главе.

Выводы по диссертации.

Актуальность работы. Основная роль в улучшении качества выпускаемой продукции, повышения технического уровня, производительности и надежности изделий в подшипниковой промышленности принадлежит термической обработке изделия в контролируемой атмосфере (эндогазе), которая является наиболее эффективным методом упрочнения металла. Анализ уровня автоматизации технологического процесса получения эндогаза позволяет приступить к созданию систем управления, которые разрешают не только контролировать текущие значения технологических параметров, но и управлять качеством контролируемой атмосферы (эндогаза) по критериям, которые характеризуют эффективность работы основного оборудования в целом. Создание таких систем является весьма актуальной задачей и требует создания не только математических моделей основного оборудования, измерительной информации, моделей каналов обработки измерительной информации, но и разработки новых эффективных алгоритмов управления технологическим процессом. Работа выполнялась в рамках тематического плана МЭИ (ТУ) по теме № 1049060 «Моделирование интеллектуальных измерительных систем управления объектами теплоэнергетики» [24]. Работа относится к приоритетному направлению развития науки и техники в области энергетики и энергосбережения и, выполнялась в рамках исполнения гранта РФФИ по проекту № 10-08-00125-а.

Целью работы является повышение качества управления технологическим процессом получения эндогаза за счет применения робастных алгоритмов управления.

Для достижения цели поставлены следующие задачи:

1. Провести анализ технологического процесса, технических средств автоматизации и способов управления технологическим процессом получения эндогаза и провести количественно обоснованный выбор критерия управления эндогазогенератором;

2. Разработать математические модели элементов системы управления, включая модели измерительной информации, которые могут достоверно характеризовать критерий управления;

3. Разработать робастный алгоритм оптимального управления эндогазогенератором;

4. Разработать алгоритм робастной стабилизации стационарного режима работы эндогазогенератора;

5. Разработать алгоритм финитного управления эндогазогенератором в нестационарном режиме;

6. Разработать идентификатор динамических характеристик эндогазогенератора;

7. Исследовать метрологические характеристики идентификатора и влияние их на статическую погрешность робастной стабилизации.

Методы исследования. При решении поставленных задач использовались методы анализа качества и устойчивости из теории автоматического управления, методология проведения активного и пассивного эксперимента из теории эксперимента, новые методы математического моделирования и методы метрологического анализа функционирования микропроцессорных информационно-измерительных и управляющих систем.

Научная новизна определяется разработкой и реализацией новых подходов к решению проблем проектирования информационно-измерительных систем, функционирующих в составе АСУ ТП, и заключается в следующем:

1. Предложено новое уравнение измерения критерия управления технологическим процессом производства эндогаза, которое учитывает динамические свойства эндогазогенератора [29];

2. Предложен новый алгоритм робастной стабилизации стационарного режима работы эндогазогенератора [32];

3.Предложен новый алгоритм финитного управления эндогазогенератором в нестационарном режиме [30];

4. Предложен новый робастный алгоритм управления газогенератором, который основан на текущей идентификации знака градиента в рабочей точке процесса [45];

5. Модернизирована методика имитационного моделирования процессов управления, которая учитывает при моделировании динамические свойства измерительной информации и помехи измерения [38], [39];

6. Разработана математическая модель формирования динамической погрешности качества управления при применении робастного алгоритма управления эндогазогенератором [44];

7. Показано, что оптимальные настройки идентификатора динамических характеристик обеспечивают минимум методической динамической погрешности в режиме робастной стабилизации [44].

Степень достоверности полученных результатов обеспечивается:

1. Все модели измерительной информации проверены на адекватность по данным пассивного эксперимента, проведенного на ОАО «Волжский подшипниковый завод»;

2. Все модели динамических характеристик объекта управления проверены на адекватность по данным активного эксперимента, проведенного на ОАО «Волжский подшипниковый завод»;

3. Модели метрологических характеристик и работоспособность предложенных новых алгоритмов управления эндогазогенератором проверены на адекватность методом имитационного моделирования в условиях, наиболее приближенных к реальным, то есть в условиях действия помех измерения.

Практическая ценность работы. Предложенные модели и алгоритмы легли в основу созданной экспериментальной установки. В состав установки вошли виртуальный прибор для измерения текущих значений^ влажности эндогаза, полевой изменяемый прибор, ПЭВМ, пакет прикладных программ, обеспечивающий нормальное функционирование полевого изменяемого прибора и пакет прикладных программ для адаптации настроечных коэффициентов робастного алгоритма управления. Полевой изменяемый прибор может быть использован в системе управления как идентификатор динамических свойств объекта управления.

Соответствие паспорту специальности. Указанная область исследования соответствует паспорту специальности 05.11.16 — «Информационно-измерительные и управляющие системы (в машиностроении)», а именно: пункту 2 — «Новые методы и технические средства контроля и испытаний образцов информационно-измерительных и управляющих систем»; пункту 3 — «Методы и технические средства метрологического обеспечения информационно-измерительных систем, метрологического обеспечения испытаний и контроля, метрологического сопровождения и метрологической экспертизы информационно-измерительных систем, методы проведения их метрологической аттестации»; пункту 4— «Методы и системы программного и информационного обеспечения процессов отработки и испытаний образцов информационно-измерительных и управляющих систем»; пункту 5-«Методы анализа технического состояния, диагностики и идентификации информационно-измерительных и управляющих систем»; пункту 6- «Исследование возможностей и путей совершенствования существующих и создания новых элементов, частей, образцов информационно-измерительных систем, улучшение их технических, эксплуатационных, экономических и эргономических характеристик, разработка новых принципов построения и технических решений».

Апробация результатов работы. Основные положения и результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на Международной конференции «Соп1то1-2005» (Москва, 2005 г.), Двенадцатой международной научно-практической конференции студентов и аспирантов «Радиоэлектроника, электротехника и энергетика» (Москва, 2006 г.), Одиннадцатой межвузовской научно-практической конференции молодых учёных и студентов (Волжский, 2005 г.), Межрегиональной юбилейной научно-практической конференции (Волжский, 2006 г.), Двенадцатой межвузовской научно-практической конференции молодых учёных и студентов (Волжский, 2006 г.), Всероссийской научно-практической конференции «Ресурсо-энергосбережение и эколого-энергетическая безопасность промышленных городов» (Волжский, 2006 г.), Тринадцатой межвузовской научно-практической конференции молодых ученых и студентов (Волжский, 2007 г.), Межрегиональной научно-практической конференции «Интеллектуальные измерительные системы в промышленности южного региона» (Волжский, 2007 г;), Всероссийских научно-практических конференциях «Ресурсо-энергосбережение и эколого-энергетическая безопасность промышленных городов» (Волжский, 2008, 2010 г.г.).

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Новое уравнение измерения критерия управления технологическим процессом производства эндогаза, которое учитывает динамические свойства эндогазогенератора;

2. Новый алгоритм робастной стабилизации стационарного режима работы эндогазогенератора;

3.Новый алгоритм финитного управления эндогазогенератором в нестационарном режиме;

4. Новый робастный алгоритм управления газогенератором, который основан на текущей идентификации знака градиента в рабочей точке процесса;

5. Модернизированная методика имитационного моделирования процессов управления, которая учитывает при моделировании динамические свойства измерительной информации и помехи измерения;

6. Математическая модель формирования методической динамической погрешности качества управления при применении робастного алгоритма управления эндогазогенератором;

7. Методика оптимизации настроек идентификатора по критерию минимума методические динамические погрешности качества управления.

Личный вклад автора. В работах, опубликованных в соавторстве и приведенных в конце автореферата, лично соискателю принадлежит:

-разработка оптимальных алгоритмов управления процессом производства эндогаза [28],[29],[30],[31],[32];

- модель динамической погрешности идентификации [43],[44],[45];

- математическая модель эндогазогенератора [24];

- методика имитационного моделирования алгоритмов управления [33],[34],[35],[37],[38],[39],[40],[42].

Публикации. По теме диссертации автором опубликовано 19 работ, среди которых 3 в журналах перечня ВАК и 1 отчёт о НИР с государственным номером регистрации.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы из 90 наименований и восьми приложений. Общий объем работы составляет 227 страниц, в том числе 65 рисунков и 7 таблиц.

ВЫВОДЫ ПО ДИССЕРТАЦИИ

Анализ технологического процесса позволил представить эндогазогенератор в виде двухёмкостного объекта управления с двумя управляющими воздействиями* и одним возмущающим параметром (см. рисунок 1.3), который находится в условиях жестких ограничений, но является стационарным случайным процессом [79]. Поэтому система управления явно относится к классу робастных и критерий управления должен с одинаковой чувствительностью реагировать на неопределённости как по каналу управления, так и по каналу возмущения. Поэтому в качестве критерия управления целесообразно выбрать технологический коэффициент полезного действия эндогазогенератора (текущая эффективность), ЭР@), который предлагается оценивать по отношению текущего значения влажности эндогаза, измеряемого влагомером, У2=(0, к текущему значению влажности, рассчитанному по математической модели эндогазогенератора, у2 (/):

У <71 эр{0 = -> шах. У2 (О

Для обеспечения функционирования этого критерия в реальном масштабе времени экспериментальными методами получены математические модели измерительной информации (см. таблицу 2.2) и модели динамических характеристик эндогазогенератора по управляющим и возмущающим каналам распространения и преобразования измерительной информации (см. таблицу 2.4).

Предложен робастный алгоритм управления (см. главу 3), принцип работы которого заключатся в следующем. Сигналы от термопары, измеряющей температуру реторты, 7/(1:) , от расходчика воздуха, Х2($) и измерителя влажности , УгэООэ подаются через соответствующие модули УСО в программируемый логический контроллер, в котором и реализуется вычисление текущего значения эффективности работы эндогазогенератора, ЭР(Х). В связи с тем, что зависимость эффективности от основного входного параметра (расход воздуха) носит экстремальный характер с дрейфом во временной области, необходимо производить периодическую идентификацию текущего положения рабочей точки статической характеристики эндогазогенератора по данным нормального функционирования.

Периодическая идентификация проводится методом наименьших квадратов, при выполнении требования наилучшего согласования текущего значения прогнозируемой эффективности с текущими значениями эффективности, вычисленной по результатам прямых измерений. Управляющее воздействие наносится с учетом знака градиента в рабочей точке.

Для максимальной эффективности работы робастного алгоритма необходимо обеспечить стабильность работы эндогазогенартора в целом. Так как при работе эндогазогенератора можно выделить два основных режима, режим разгона и режим стабилизации, то необходимо обеспечить стабильность работы генератора как в режиме разгона, так и в режиме стабилизации. Режим разгона должен обеспечить максимально быстрый разогрев реторты генератора и максимально быстрое установление необходимой влажности эндогаза. Это возможно только применением принципов финитного управления. При режиме стабилизации должно учитываться влияние температуры реторты на влажность газа.

Для проверки работоспособности и эффективности алгоритмов управления предложена методика имитационного моделирования процесса функционирования системы управления в условиях наиболее приближенных к реальным условиям работы объекта управления. Для обеспечения работы робастного алгоритма разработано техническое устройство, идентификатор динамических характеристик, и исследованы его метрологические характеристики. Также исследовано влияние настроек идентификатора на ошибку робастного управления.

Таким образом, на защиту выносятся:

1. Новое уравнение измерения критерия управления технологическим процессом производства эндогаза, которое учитывает динамические свойства эндогазогенератора;

2. Новый алгоритм робастной стабилизации стационарного режима работы эндогазогенератора;

3.Новый алгоритм финитного управления эндогазогенератором в нестационарном режиме;

4. Новый робастный алгоритм управления газогенератором, который основан на текущей идентификации знака градиента в рабочей точке процесса;

5. Модернизированная методика имитационного моделирования процессов управления, которая учитывает при моделировании динамические свойства измерительной информации и помехи измерения;

6. Математическая модель формирования методической динамической погрешности качества управления при применении робастного алгоритма управления эндогазогенератором;

7. Методика оптимизации настроек идентификатора по критерию минимума методические динамические погрешности качества управления.

1. Александров A.A., Григорьев Б.А. Таблицы теплофизических свойств воды и водяного пара.-М.: Издательство МЭИ,2003.-168с.

2. Аракелян Э.К., Пикина Г.А. Оптимизация и оптимальное управление.-М.: Издательство МЭИ,2003.-356с.

3. Бендат Дж., Пирсол А. Прикладной анализ случайных процессов. — М.: Мир, 1989.

4. Быков Ю.М. Основы обработки информации в АСУ химических производств: Теория и расчет информационных подсистем. Л.: Химия, 1986. -152 с.

5. Бельчанская E.H. Интеллектуальная система диагностики информационно-измерительных систем асботехнического производства // Автореферат дис. .канд. техн. наук: 05.11.16. — ВолгГТУ, 2008. — 165 с.

6. Вентцель Е.С. Теория вероятностей. -М.: Наука, 1969 г. -576 с.

7. Гмурман В.Е. Теория вероятностей и математическая статистика.- М.: Высшая школа, 1998.

8. Грошев H.A., Шевчук В.П. и др. Способ контроля текущей эффективности работы котлоагрегата // Приборы и системы. Управление. Контроль. Диагностика.- №6, 2007.- стр. 53 57.

9. Гусовский В. Л., Лифшиц А'.Е. Сожигательные устройства нагревательных и термических печей.-М.: Издательство «Металлургия», 1981.-272с.

10. Данилов С.И. Параметрический синтез измерительных каналов в автоматизированной системе управления технологическим процессом // Автореферат дис. канд. техн. наук: 05.11.16. ВолгГТУ, 2000. - 16 с.

11. Двайт Г.Б. Таблица интегралов и другие математические формулы. — М.: Наука, 1977.- 224 с.

12. Долотов Г.П., Кондаков Е.А. Оборудование термических цехов и лабораторий испытания металлов.-М.: Машиностроение,1988.-336с.

13. Долотов Г.П., Кондаков Е.А. Наладка оборудования и агрегатов в термообработке.-М.: Высшая школа, 1984.-216с.

14. Джон М. Смит. Математическое и цифровое моделирование для инженеров и исследователей.- М.: Машиностроение, 1980 г.-272 с.

15. Загребин В.Н., Качегин Д.А., Шевчук В.П.- Система управления процессом абсорбции по степени насыщения абсорбента // Приборы и системы. Управление. Контроль. Диагностика,- №7, 2006. стр. 1-8.

16. Ицкович Э.Л. Контроль производства с помощью вычислительных машин.- М.: Энергия, 1975.-416 с.

17. Капля В.И., Катаев Р.В., Шевчук В.П. Виртуальный прибор для бесконтактного мониторинга ремонтно-маточного стада осетровых //Приборы и системы. Управление. Контроль. Диагностика.- №7, 2007.- стр. 31-35.

18. Капля Е.В., Кузеванов B.C., Шевчук В.П. Моделирование процессов управления в интеллектуальных измерительных системах.- М.:Физматлит, 2009.-530 с. (грант РФФИ)

19. Качегин Д.А., Болдырев И.Н., Шевчук В.П. Прибор для измерение степени насыщения абсорбента // Приборы и системы. Управление. Контроль. Диагностика, 2008, №2. -стр. 30 - 34.

20. Коровина Е.В., Шевчук В.П.- Оптимизация режимных параметров работы измерительных каналов виртуального прибора по учету потребленной тепловой энергии // Измерительная техника, №10, 2007, стр. 46-49.

21. Корн Г., Корн Т. Справочник по математике для научных работников и инженеров. — М.: Наука, 1984. 832 с.

22. Котельников В.А. О пропускной способности «эфира» и проволоки в электросвязи. Материалы к первому съезду по вопросам реконструкции связи. ВЭК, 1933.

23. Кузеванов B.C., Шевчук В.П., Мокичева Ю.В. и др.- Моделирование интеллектуальных измерительных систем управления объектами теплоэнергетики. -М.: ВНТИЦентр (гр. 01200605917, инв. .№ 02200951976). -157 с.

24. Лясин Д.Н. Параметрический синтез информационно-измерительных систем с мультипликативным взаимодействием измерительных каналов // Автореферат дис. канд. наук: 05.11.16. — ВолгГТУ, 2001. — 16 с.

25. Максимей И.В. Имитационное моделирование на ЭВМ М.: Радио исвязь, 1988.

26. Математическое обеспечение сложного эксперимента. Т.1. Обработка измерений при исследовании сложных систем Киев: Наук думка, 1982:

27. Матыченко М.А., Капля Е.В., Шевчук В.П. — Первичный преоразователь для измерения координат дефектов сварных соединений // Приборы, и системы. Управление. Контроль. Диагностика. №11,2006. стр. 36 - 40.

28. Мокичева Ю.В., Шевчук В.П. Способ управления качеством газа на выходе из эндогазогенерирующей установки. Теория и практика построения и функционирования АСУ ТП: Труды Международной конференции «Ооп1то1-2005».-М.: Издательство МЭИ, 2005.-С.-177-181.

29. Мокичева Ю.В., Шевчук В.П., Коровина Е.В. Имитационная модель системы регулирования температуры контролируемой атмосферы. XXVI Российская школа по проблемам науки и технологий. Тезисы докладов.- Миасс: МСНТ,2006.-С.65

30. Мокичева Ю.В., Шевчук В.П. Исследование алгоритмов управления газогенератором // Приборы и системы. Управление, контроль, диагностика. -2007. №2. - с. 9-13

31. Мокичева Ю.В., Алехин А.Г., Терлянский A.B. Исследование динамической погрешности цифрового управления//Известия Волгоградского государсвенного технического университета: межвуз. сб. науч. ст. №8(56)/ВолгГТУ.- Волгоград, 2009.-е. 57-62.

32. Шевчук в.п., Мокичева Ю.В. Количественная оценка качества супервизорного управления//Справочник. Инженерный журнал с приложением №5, 2009.- с. 6-10.

33. Муха Ю.П., Шевчук В.П. Прикладные методы для автоматизированного проектирования АСУТП. Часть 1. Методы проектирования информационных подсистем АСУТП: Учеб. пособие / ВолгГТУ. — Волгоград, 1992. 78 с.

34. Муха Ю.П., Шевчук В.П. Прикладные методы для автоматизированного проектирования АСУТП. Часть 2. Методы проектирования управляющих подсистем АСУТП: Учеб. пособие / ВолгГТУ. Волгоград, 1992. - 78 с.

35. Панько М.А. Расчет и моделирование автоматических систем регулирования в среде MATHCAD.-M.: Издательство МЭИ,2004.-112с.

36. Пикина Г.А. Математические модели теплоэнергетических объектов.-М.: Издательство МЭИ, 1997.-137с.

37. Пугачев B.C. Теория случайных функций и её применение к задачам автоматического управления. ГИФМЛ, М., 1962. - 883 с.

38. Розенберг В.Я. Введение в теорию точности измерительных систем. — М.: Советское Радио, 1975.-304 с.

39. Ротач В .Я. Теория автоматического управления: Учебник для вузов. — 2-е изд., перераб и доп. — М.: Издательство МЭИ, 2004. 400 е., ил.

40. Ротач В.Я. Теория автоматического управления теплоэнергетическими процессами: Учеб. для вузов по спец. "Автоматизация теплоэнергетич. процессов". — М.: Энергоатомиздат, 1985. 294 е., ил.; 22 см.

41. Свиридова О.В., Шевчук В.П.- Пакет прикладных программ для синтеза динамических компенсаторов в системах управления // Приборы и системы. Управление. Контроль. Диагностика, №6, 2006.- стр.27 29.

42. Семиков A.A., Шевчук В.П. Автоматическая обработка графиков с помощью микро-ЭВМ. Приборы и системы-управления. - 1984, № 8, с. 30-32.

43. Студеникин A.B., Шевчук В.П. Исследование метрологических характеристик системы для бесконтактного измерения внутреннего диаметра резинотехнических изделий //Измерительная техника, №11,2006. стр. 36-39.

44. Теория автоматического управления: Учеб. для машиностроит. спец. вузов/ В. Н. Брюханов, М. Г. Косов, С. П. Протопопов и др.; Под ред. Ю. М. Соломенцева. — 4-е изд., стер. — М.: Высш. шк.; 2003. — 268,с.: ил.

45. Тихонов А.Н., Самарский A.A. Уравнения математической физики: Учебное пособие для университетов. — М.: Наука, 1972. — 736 с.

46. Трапезников В.А. Техническая кибернетика. Проблемы управления. Вопросы советской науки. — М.: Наука, 1966. 255 с.

47. Харкевич A.A. Спектры и анализ. -М.: ГИФМЛ, 1962г.

48. Цветков Э.И. Основы теории статистических измерений. Л.: Энергоатомиздат, 1986. —254 с.

49. Цветков Э.И. Алгоритмические основы измерений.- Л.: Энергоатомиздат, 1992.- 320 с.

50. Цветков Э.И. Методы электрических измерений. — Л.:. Энергоатомиздат, 1990. 287 с.

51. Цветков Э.И. Процессорные измерительные средства. — Л.: Энергоатомиздат, 1989.— 221 с.

52. Цветков Э.И. Основы математической метрологии. //Учебное пособие для Вузов.- 4.1, 2,3, 4, 5/.- Спб.: ЛЭТИ, 2001 г.- 520 с.

53. Цыпкин ЯЗ. Теория линейных импульсных систем. — М.: Физматгиз, 1963 г.

54. Цыпкин Я.З. Адаптация и обучение в автоматических системах. М.: Наука, 1968.

55. Шевчук В.П. Исследование динамических погрешностей ИИК в системах автоматического управления по косвенным показателям //Автореферат дис. д-ра техн. наук: 05.11.16. Санкт-Петербург, ЛЭТИ, 1995. — 390 с.

56. Шевчук В.П., Желтоногов А.П., Капля В.И., Лясин Д.Н.- Электроника и микропроцессорная техника в машиностроении //Учебник для ВУЗов. — Волгоград, ИПК «Политехник», 2004. 444 с.

57. Шевчук В.П. Программно-аппаратные информационно-измерительные системы: Учеб. пособие / ВолгГТУ. — Волгоград, 1995. 136 с.

58. Шевчук В.П. Методы прогнозирования качества регулирования системами непосредственного цифрового управления. — М.: ЦНИИ ТЭИнефтехим, 1988. 64 с.

59. Шевчук В.П., Капля В.И., Желтоногов А.П. Измерение координат объектов в преломляющем слое по данным цифровой видеокамеры.//Приборы и системы. Контроль. Диагностика, № 1, 2003., с. 55-57.

60. Шевчук. В.П., Медведева Л.И. Количественная оценка качества многоконтурных систем автоматического регулирования //Приборы и системы. Контроль. Диагностика, № 12, 2003, с. 3-6.

61. Шевчук В.П., Титов Р.Н. и др. Система управления процессом распознавания и определения геометрических размеров объектов для гибких производственных систем //Приборы и системы. Управление. Контроль. Диагностика. № 5, 2004, с. 53-57.

62. Шевчук В.П., Черкин Д.Н. Акустический способ определения численности рыбного скопления в водоёме //Измерительная техника, № б, 2005, с. 55-57.

63. Шевчук В.П. Классификация информационно-измерительных систем по типу уравнения измерения для определения критерия управления //Метрология (Приложение к журналу «Измерительная техника»), №12, 2008. — стр. 3-16.

64. Шевчук В.П. Теория информационных каналов систем управления. Часть 3. Математические основы описания линейных и нелинейных программно-аппаратных каналов обработки информации //Учебное пособие ВолгГТУ. Волгоград, 1993. - 112 с.

65. Шевчук В.П., Желтоногов А.П., Лясин Д.Н., Капля В.И.- Метрология интеллектуальных измерительных систем.- Волгоград, ИПК «Политехник», 2005 г. -244 с.

66. Шевчук В.П. — Расчет динамических погрешностей интеллектуальных измерительных систем.- М.: Физматлит, 2008.- 288 с. (грант РФФИ)

67. Шевчук В.П. -Концепция автоматизированного проектирования виртуальных измерительных приборов //Мир измерений. №6, 2007. - стр. 44— 49.

68. Шенброт И.М., Алиев В.М. Проектирование вычислительных систем распределенных АСУТП. М.: Энергоатомиздат, 1989. — 88 с.

69. Шеннон Р. Имитационное моделирование систем. Искусство и наука. — М.: Мир, 1978.-420 с.

70. Шумни X. Цифровые измерительные системы //Приборы и системы управления, 1996, № 5, с. 48-50.

71. Эйкхофф П. Основы идентификации систем управления. пер. с англ. под ред. Н.С. Райбмана. М.: Мир, 1975 г.

72. Яглом А.М. -Корреляционная теория стационарных случайных функций. -Л.: Гидрометеоиздат, 1981. 280 с.

73. Патент РФ №2248523. Способ бесконтактного измерения координат точек объектов, находящихся в жидкости //заявка №2003124034.28(025435) от 30.07.2003 г. Бюл.№3 от 27.01.2005 г.-Авторы В.И. Капля, С.А.Мальцев, В.П. Шевчук.

74. Патент РФ №2034069.- Способ регулирования экологически чистого процесса нитроцементации// заявка № 93009382/02 от 17.02.1993г. -Авторы Васильев С.З., Маергойз И.И., Тельнюк Ю.Н.

75. Авторское свидетельство № 806099. Устройство для автоматического управления процессом регенерации катализатора в стационарном слое //Б .И. №7, 1981 г. Авторы Кузнецов В.А., Попов В.А., Шевчук В.П.

76. Авторское свидетельство №589013. Способ управления процессом регенерации катализатора в стационарном слое // Б.И. №3, 1978 г. Авторы В.С, Жирнов, В.А. Кузнецов, В.А. Попов, В.П. Шевчук.

77. Авторское свидетельство № 736418. Способ автоматического управления процессом абсорбции десорбции //Опубл. Б.И. № 1, 1980. -авторы Шевчук В.П., Попов В.А. и др.