автореферат диссертации по технологии продовольственных продуктов, 05.18.12, диссертация на тему:Математическое моделирование процессов непрерывного и дискретного дозирования сыпучих материалов в смесительном агрегате

АНИСКЕВИЧ АЛЕКСЕЙ АНАТОЛЬЕВИЧ

МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ НЕПРЕРЫВНОГО И ДИСКРЕТНОГО ДОЗИРОВАНИЯ СЫПУЧИХ МАТЕРИАЛОВ В СМЕСИТЕЛЬНОМ АГРЕГАТЕ

Специальности: 05.18.12 - Процессы и аппараты пищевых производств

05.13.18 -Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Кемерово - 2006

Работа выполнена в ГОУ ВПО «Кемеровский технологический институт пищевой промышленности»

Научные руководители:

заслуженный деятель науки РФ, доктор технических наук, профессор Иванец Виталий Николаевич

доктор технических наук, профессор Федосенков Борис Андреевич

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор Попов Анатолий Михайлович

доктор технических наук, профессор Моисеев Лев Львович

Ведущая организация:

государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Кемеровский государственный университет»

Защита состоится «26» декабря 2006 г. в «15.00» часов на заседании диссертационного совета К 212.089.01 при Кемеровском технологическом институте пищевой промышленности по адресу: 650056, г. Кемерово, б-р Строителей, д. 47 (тел/факс: 8 (384-2)-73-41-03, тел: 8 (384-2)-73-23-60)

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Кемеровского технологического института пищевой промышленности.

Автореферат разослан «_25_» ноября 2006 года.

Ученый секретарь диссертационного совета кандидат технических наук, доцент

Бакин И.А.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Обеспечение продовольственного рынка РФ качественными пищевыми продуктами является важнейшей народнохозяйственной задачей. Для ее решения в настоящее время предприятия пищевой и перерабатывающей промышленности переходят на выпуск комбинированных продуктов и полуфабрикатов, обогащенных витаминами и биологически активными и минеральными добавками. Разработка аппаратурного оформления процессов переработки сыпучих материалов, в том числе получения однородных по составу многокомпонентных смесей, является важным условием для решения поставленной цели и представляет собой непростую инженерно-техническую задачу.

Для разработки пищевых продуктов с заданной концентрацией активных добавок возникают трудности на этапе дозирования и дальнейшего равномерного распределения исходных компонентов по объему смеси при механическом способе смешения, если их содержание отличается в десятки и сотни раз.

В связи с этим, особую значимость приобретает дозирование многокомпонентных пищевых продуктов в аппаратах с непрерывной и дискретной (порционной) подачей материала. Смешивание дисперсных материалов осуществляется, как правило, на морально устаревшем оборудовании. При этом качество получаемых композиций и интенсивность процесса зачастую не удовлетворяют современным требованиям. Использование же более новой, как правило, импортной техники связано с большими материальными затратами, что не всегда экономически оправдано.

Перспективными направлениями в технологиях переработки сыпучих материалов являются:

переход на использование новейших разработок в области аппаратурно-программного обеспечения, визуализация многостадийного механизированного процесса смешивания и дозирования;

разработка принципиально новых конструкций смесителей, позволяющих сглаживать погрешности входных потоков;

осуществление процесса в тонких или разреженных слоях для увеличения поверхности контакта между частицами;

организация направленного движения материальных потоков за счет использования различных каналов в одном аппарате.

Проведенный анализ результатов теоретических и экспериментальных исследований процессов для получения смесей сыпучих материалов показывает преимущество механизированного способа смешивания в агрегатах непрерывного действия по сравнению с их периодическим аналогом.

Однако до настоящего времени смесители непрерывного действия (СНД) не получили широкого распространения в промышленности, в основном из-за сложности непрерывной подачи исходных компонентов в строго заданных соотношениях, особенно при соотношении смешиваемых компонентов на уровне 1:100 и выше.

Для достоверного визуального отображения и последующей идентификации текущих режимов дозирования смесевых компонентов в работе использу-

ется разработанный метод время-частотного анализа материалопотоковых сигналов на базе вейвлет-функций. В основе этого метода — преобразование материалопотоковых сигналов дозирования, представляющих собой одномерные переменные расхода материала в определенной технологической точке агрегата, в многомерные координаты. Последние формируются в результате адаптивной аппроксимации первичных одномерных сигналов в вейвлет-среде с их дальнейшим преобразованием в соответствующие двумерные/трехмерные образы во время-частотном пространстве.

Такой математический аппарат позволяет адекватно описывать и моделировать стационарные и нестационарные (с время-зависимым частотным спектром) процессы на отдельных стадиях смесеприготовления, а также создавать эффективные формализованные средства, позволяющие поддерживать и/или корректировать текущие режимы в отдельных фрагментах агрегата.

Таким образом, решение вопросов практической регистрации, исследования и моделирования режимов дозирования в смесительных системах непрерывного действия, а также эффективного контроля процессов с возможностью их коррекции в режиме реального времени, - на базе теоретических и экспериментальных исследований - представляет собой актуальную проблему, имеющую важное народнохозяйственное значение для ряда отраслей промышленности и АПК, в том числе, пищевой и перерабатывающей.

Диссертационная работа выполнена в соответствии с планами НИР по грантам Министерства образования РФ на 2003-2004 г:

1. Т02-06.7-1238 «Научно-практические основы разработки непрерывно действующих смесителей центробежного типа с регулируемой инерционностью для получения сухих и увлажненных композиционных материалов»; научный руководитель - Иванец В.Н.;

2. Т02-03.2-2440 «Система технологического мониторингового и автоматизированного управления динамикой непрерывных технологических процессов в агрегатах для производства пищевых дисперсных композиций на базе всплесковых преобразований»; научный руководитель — Федосенков Б.А.

Цель работы. Создание алгоритмов и программ для математического моделирования процессов непрерывного и дискретного дозирования дисперсных материалов в смесительных агрегатах непрерывного действия.

Задачи исследования. В соответствии с поставленной целью в данной диссертационной работе решались следующие задачи:

• изучение комплекса вопросов, связанного с управлением качеством готовых смесей по каналам дозирования и смешивания;

• исследование влияния режимов работы устройств непрерывного и дискретного (порционного) действия на погрешность дозирования сыпучих материалов;

• создание программно-алгоритмической системы обработки информации о процессах дозирования с возможностью мониторирования, идентифи-

кации и коррекции их динамики по двумерным время-частотным переменным в режиме реального времени;

• поверка математических моделей в вейвлет-формате, алгоритмов и комплекса программ по моделированию процессов дозирования на адекватность описания ими реальных процессов в агрегатах непрерывного действия.

Научная новизна.

1. Доказана целесообразность применения новых, нетрадиционных, подходов на базе вейвлет-преобразований, разработанных с целью управления качеством готовой продукции, получаемой в агрегатах непрерывного действия.

2. Проведены экспериментально-теоретические исследования режимов дозирования дисперсных материалов устройствами непрерывного (шнеко-вого и спирального типов) и дискретного (порционного) действия при варьировании режимно-конструктивных параметров - в условиях регистрации одномерных материалопотоковых переменных во вторичной виртуальной компьютерной среде.

3. Созданы математические модели процессов дозирования в непрерывно действующих смесеприготовительных агрегатах, оперирующие мате-риалопотоковыми переменными в виде набора апериодических и колебательных вейвлет-функций.

4. Разработаны процедуры адаптивной аппроксимации одномерных переменных расхода на выходах/выходе дозаторов/блока дозаторов в реальном масштабе времени на базе алгоритма проецирования (поиска соответствия) анализируемых сигналов на специализированный избыточный словарь вейвлет-функций.

5. Предложены алгоритмы отображения контроля, идентификации и коррекции текущих режимов дозирования на основе получения и итеративной параметризации двумерных/трехмерных изображений (карт) материалопотоковых переменных.

Практическая значимость и реализация На основании выполненных исследований получены следующие практически значимые результаты.

Сформирован комплекс разработанных алгоритмов и программ, на основе которого созданы инженерные способы визуального контроля и стабилизации режимов дозирования аппаратами непрерывного и дискретного типов. В частности, в аппаратурной среде Linux реализован алгоритм отображения текущих материалопотоковых процессов в блоках дозирования и питателя в системах полупромышленного образца; система сопровождения процессов дозирования, разработанная на базе алгоритмов и программ вейвлет-преобразования одномерных сигналов расхода в многомерные, обеспечивает повышение качества готовых комбинированных продуктов на 10-15% - по сравнению с традиционными методами; результаты исследований внедрены на ряде промышленных предприятий: на Кемеровском гормолзаводе - в производстве детских молоч-

ных смесей; на предприятии по производству мясных продуктов и в пекарне учебно-производственного центра Кемеровского технологического института пищевой промышленности (КемТИПП) - при обеспечении процесса мульти-компонентного дозирования сухих ингредиентов;

Полученные в диссертационной работе результаты исследования и разработанные материалы (комплекс алгоритмов и программ вейвлет-отображения и управления динамикой режимов дозирования) внедрены в научный и учебно-методический комплексы кафедр «Процессы и аппараты пищевых производств» и «Автоматизация производственных процессов и автоматизированные системы управления» ГОУ ВПО КемТИПП, и, кроме того, используются при подготовке бакалавров и специалистов, при обучении в магистратуре и аспирантуре.

Автор защищает:

• результаты исследования влияния режимов дозаторов сыпучих материалов непрерывного и дискретного действия на погрешности в их работе;

• комплексные подходы в реализации теоретических алгоритмов, основанные на использовании всплесковых преобразований для внедрения их в систему математического моделирования процессов непрерывного и дискретного дозирования сыпучих материалов;

• способ применения математического сопровождения по идентификации и контролю текущих режимов работы дозирующих устройств с использованием параметризации элементов в координатном пространстве на основе адаптивного вейвлет-преобразования;

• методики регистрации и способы фильтрации одномерных сигналов с использованием разнородных видов вейвлетов;

• модель мониторинговой системы управления процессами дозирования с корректирующей связью по двумерным время-частотным координатами.

Апробация работы. Основные положения и результаты диссертационной работы были представлены и обсуждены: на ежегодных научных конференциях КемТИПП (2001-2005 гг.); на региональных и Всероссийских научно-практических конференциях Кемеровского государственного университета «Информационные недра Кузбасса» / «Инновационные недра Кузбасса: информационные технологии» (2002 — 2005 гг.); на научно-технической конференции «Кибернетика и технологии XXI века» (Воронеж - 2002 г.); на четвертой международной конференции «Инструменты математического моделирования» (Санкт-Петербург - 2003 г.); на XVI международной научно-технической конференции «Математические методы в технике и технологиях» (Ангарск, Санкт-Петербург - 2003 г.); на научном межкафедральном семинаре в ГОУ ВПО «Кузбасский государственный технический университет» (Кемерово - июнь 2006 г.); на четвертой международной научно-технической конференции «САО/САМ/РОМ-2006» (Москва, ИПУ РАН - октябрь 2006).

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 7 печатных работ, из них 1 - в журнале, рекомендуемом ВАК РФ для публикации результатов

диссертаций на соискание ученой степени доктора наук, 6 - в материалах, трудах и докладах региональных, всероссийских и международных конференций.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав, основных результатов работы и выводов, библиографического списка и приложений. Основной текст работы изложен на 131 стр. машинописного текста, включает 50 рисунков и 14 таблиц; приложения — на 17 стр.; список литературы включает 119 наименований.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении изложены обоснование темы, объекта и предмета исследований, рассматриваемой проблемы, цель и основные задачи исследования, приведена общая характеристика научной работы.

В первой главе проведен обзор существующих способов дозирования дисперсных материалов в смесеприготовительных агрегатах непрерывного действия (СМПА). Проанализировано состояние современной элементной базы дозировочно-смесительного оборудования. Обоснован выбор в качестве объекта исследования дозирующих устройств объемного типа, характеризующихся низкой стоимостью, конструктивной простотой, удобством при наладке и эксплуатации. В частности, рассмотрены дозирующие устройства непрерывного (шнековые и спиральные) и дискретного (порционные) типов. Проанализированы способы мультикомпонентного дозирования с работой на единый питатель — при этом, с выхода блока дозаторов (БДУ) объединяющего в своем составе дозирующие устройства различных типов, поликомпонентный материалопоток поступает на питающе-формирующий узел, доставляющий отдозированный материал к смесительному устройству. Сформулированы требования, которым должны удовлетворять узлы и фрагменты СМПА для получения в нем смесей высокого качества при заданной величине сглаживания флуктуаций дозирующих потоков.

Поскольку необходимость получения смеси высокого качества подразумевает равномерную - с низкими пульсациями материалопотока - подачу в смесительный аппарат исходных дозируемых компонентов, то уже на этой стадии следует подвергать текущие режимы работы дозирующих устройств непрерывным мониторированию и корректировке. В данной работе материальные потоки в различных технологических точках смесительного агрегата рассматриваются в качестве одномерных расходовых переменных, текущий частотный спектр которых существенно зависит от дозаторов, формирующих блок дозирования агрегата, функционирования питающего узла, а также структуры, режимно-конструктивных параметров и характера работы смесительного устройства, в состав которого входит смесительный аппарат центробежного действия с набором каналов директивной организации потоков. Регистрируемые с помощью пьезоэлектрических датчиков одномерные переменные являются в общем случае нестационарными по мгновенной частоте в их спектре. Поэтому отображение расходовых переменных с целью их последующего использования для целей идентификации и корректировки режимов, формирующих такие переменные (сигналы), осуществлялось с применением вейвлет-преобразования. При

этом одномерные переменные, осциллографируемые и регистрируемые в различных точках функционирующего агрегата, отображаются в вейвлет-среде в формате многомерных квадратичных распределений.

Отображение режимов выполняется в трехмерном время-частотном пространстве с регистрацией по третьей координате интенсивности отображаемых элементов. Известный способ координатной оценки элементов время-частотного распределения обладает определенной инерционностью при формировании заключения о характере текущего режима (при идентификации режима), последующем определении корректирующего воздействии и подаче его на исполнительный элемент агрегата.

Поэтому для повышения оперативности в реализации процедур идентификации и коррекции режимов работы дозаторов, а также достоверности результатов моделирования режимов дозирования, предложен способ оценки параметров отображения текущих режимов, в основе которого - фиксация в реальном времени значений параметров время-частотных элементов (атомов) отображения в специализированной базе данных; в последней время частотные атомы ранжируются по вейвлет-коэффициентам; соответствующим максимумам интенсивности атомов.

Во второй главе рассмотрены методы математического описания и исследования процессов непрерывного и дискретного дозирования, базирующиеся на концепциях вейвлет-преобразования, адаптивной аппроксимации одномерных расходовых сигналов, получения многомерного представления сигналов мате-риалопотоков их обработки.

Для проведения моделирования и исследования режимов смесеприготов-ления в агрегате непрерывного действия разработан научный подход, основанный на комплексном применении структурно-топологического моделирования и время-частотного анализа на базе вейвлет-преобразования.

Объектом исследования является система (рис.1), включающая в себя блок дозирующих устройств (БДУ), количество и тип которых определяется рецептурой приготавливаемых смесевых композиций, питающе-формирующий и транспортирующий узел (ПФУ) и смесительное устройство непрерывного действия (СУНД), в состав которого входят смесительный аппарат непрерывного действия центробежного типа (ЦСНД) с каналами внутренней директивной организации потоков материала и внешним рецикл-каналом (ВРК). В состав узла внутренней организации потоков входят согласно-параллельный канал (СПК) и канал локального рецикла (ЛРК).

На схеме рис. 1 следующие обозначения: 0,(1 и Хс1,($ - соответственно масса и весовой расход материала, подаваемого от /' -го дозатора на ПФУ и далее на вход СУНД. Характеристики материалопотока рассматриваются в виде мгновенных расходов Х(0 и масс вещества в различных технологических точках агрегата. Рециркуляция является эффективным средством для улучшения качества готового продукта в процессах смесеприготовления, позволяющим сглаживать погрешности дозирования и флуктуации (неравномерности подачи) потоков от дозирующего оборудования.

Рис. 1. Функциональная схема смесеприготовительного агрегата.

В качестве дозирующих устройств непрерывного действия использовались дозаторы шнекового и спирального типов (рис.2); дискретное дозирование производилось дозаторами порционного типа, принципиальная схема одного из которых изображена на рис. 3.

а) -Ж 6)1

Рис.2 Схематичное представление: а) шнекового, б) спирального дозатора (справа - внешний вид). Дозатор работает следующим образом. Сыпучий материал загружается в бункер 1. Под его выпускным отверстием на направляющих роликах 2 находится каретка 3. При движении каретки вправо или влево происходит одновременное заполнение одной и опорожнение другой мерной камеры. Бесконечная лента 5, натянутая между барабанами 4 и двигающаяся вместе с кареткой, фактически выполняет роль «ложного» днища у мерных камер. Такая конструкция дозатора практически полностью исключает изменение объема порции материала в мерных камерах в силу отсутствия относительного сдвига между бесконечной лентой и кареткой. Это обстоятельство существенно снижает погрешность дозирования сыпучих материалов в данном устройстве.

Динамика массопереноса от блока дозаторов к ПФУ, от ПФУ к смесительному устройству и во внешнем рецикл-канале описывается моделями (1), (2),

(3):

Рис.3 .Порционный дозатор.

£&(')}= £ /**(0ехр(-5*) = = *„(*);

О)

(2) (3)

где Ь{х^)}- символ преобразования Лапласа; ту - время транспортного запаз-

дывания в питающем устройстве; ТК(1 и Км - постоянная времени и коэффициент передачи канала внешнего рецикла; 0.92-Ю.95, Кол - коэффициент внешнего рецикла.

С целью непрерывного мониторирования процессов дозирования, регистрируемые первичными измерительными преобразователями материалопотоко-вые переменные одномерного типа обрабатываются в вейвлет-среде на базе адаптивной аппроксимации. В ее основе лежит алгоритм проецирования одномерного сигнала расхода на определенный массив функций, структура и параметры которых в наибольшей степени соответствуют локальным особенностям анализируемых переменных. К таким функциям, в первую очередь, относятся атомарные, или вейвлет-, функции, определенные в пространстве Ь2(Я). Помимо вейвлет-функций, в такую базу (словарь) вводятся дополнительно базисы гармонических функций, функций Хевисайда и Дирака. Этот словарь является избыточным.

Подобный адаптивный алгоритм проецирования временных переменных расхода на массив словарных функций является алгоритмом вейвлет-поиска соответствия (ВПС) с время-частотными словарями вейвлет-функций.

В основе этого алгоритма лежит процедура выбора из избыточного словаря базисных вейвлет-функций, наилучшим образом соответствующих локальным структурам анализируемых сигналов расхода.

В качестве основной словарной базисной функции выбрана функция Габо-

При этом на основе материнской функции - путем ее смещения (т),

масштабирования (у) и частотной модуляции (£) - генерируется избыточное семейство вейвлет-функций. Такие базисные время-частотные функции-атомы отражают многочисленные комбинации значений размеров временных и частотных анализирующих окон.

При «наложении» осциллограммы мгновенного расхода на словарную базу вейвлет-функций, в рамках ВПС-алгоритма определенные участки осциллограммы аппроксимируются на каждом итеративном шаге определенными вейв-летами с индексами вектора их параметров 1(з,т,£,у/), где у/ — начальная фаза гармоники, модулируемой функцией Гаусса. Область энергии вейвлет-атома, отобранного на «-итерации, сконцентрирована вокруг £ с шириной распространения, пропорциональной 1/$.

На первом шаге итеративной процедуры из словаря выбирается итоговый вектор gIo, дающий наибольшее скалярное произведение с анализируемым рас-ходовым сигналом

ра

*,(') = 5-05я(^^)ехр( ¡40, где ё

- функция Гаусса. (4)

/(О = (/.*#. )*/.+*'/. (5)

Затем остаточный вектор R', полученный после аппроксимации /(0 в направлении gIo, раскладывается подобным же образом.

Итеративная процедура повторяется по последующим получаемым остаточным векторам Rnf, п = 0, т; где п — номер итерации.

На каждой итерации выбирается только одна вейвлет-функция ^; отбираемый вейвлет g¡ вводится в аппроксимативное выражение (5) по критерию максимума скалярного произведения вейвлета g/ и остаточного вектора

/?'"'/ на /-й итерации. Следовательно,

R" =<^/,g, +/Г1/,

(6)

где R'f = R°f = f(t) - остаточный вектор на нулевой итерации (при п=0), равный исходному анализируемому сигналу /(/).

Таким способом сигнал раскладывается в сумму время-частотных атомов, выбранных оптимально соответствующими остаткам сигнала (рис. 4):

(7)

"Т _

уровень остаточных векторов R"f, п = 0,т

L

JL

кч 1-я ите- R\f 2-я ите- R f R? f R'f RT~ f

x{t)=R°f —► —» /-я ите- —► —► т-я ите-

рация рация рация рация

/г/ —►

/ уровень коэффициентов аппроксимации (вейвлет-коэффициентов)

Рис. 4. Блок-схема алгоритма вейвлет-поиска соответствия (адаптивной аппроксимации сигнала).

В соответствии со схемой, в каждом блоке скалярного произведения (уровень вейвлет-коэффициентов) вычисляется вейвлет-коэффициент, доставляющий максимум скалярного произведения на /-м итеративном шаге.

Аппроксимация сигнала Д/) с помощью словарных вейвлет-функций g(t), выбираемых в направлении индексного вектора /я, определяется как

/(0= s >&. ,

(В)

где т-конечное число итерации в процедуре адаптивнои аппроксимации расхо-дового сигнала.

В этом случае квадрат нормы сигнала равен:

и/Г=1|< . >Г- да

л=0

Это значит, что сумма квадратов дискрет решетчатого сигнала Д/) равна сумме квадратов скалярных произведений остаточных векторов Л"/, разложенных в направлении вейвлет-функций gы, и базисных функций gln.

Критерием оптимальности соответствия остаточного сигнала и выбранной из словаря вейвлет-функции gln(t) служит условие максимума модуля их скалярного произведения:

|(ад0)>£(0/„| = тах. (10)

При достижении относительной точности в итеративная процедура останавливается:

К (/(')!<*• (п)

Восстановленный (реконструированный в формате адаптивной аппроксимации) расходовый сигнал /(0= х(0 далее модифицируется из одномерного в трехмерный в соответствии с время-частотным распределением Вигнера:

^(0/.(',*>) = (' + г/2)г(0/.('-ту^йх (12)

где — т- / 2) -комплексная сопряженная переменная.

Визуализация результатов ВПС-декомпозиции на время-частотной плоскости производится путем сложения индивидуальных распределений Вигнера каждого из выбранных атомов.

Такое распределение представляет собой зависимость энергии сигнала от времени и частоты одновременно. В свою очередь, время-частотное распределение выявляет, какая доля энергии сигнала лежит в пределах определенного временного и частотного диапазонов, то есть в рамках допустимого прямоугольника неопределенности - окна Гейзенберга - на время-частотной плоскости.

Время-частотное распределение энергии сигнала в интервалах времени А/ и частоты А со определяется как Е((,а))А1Асо.

Тогда полная энергия сигнала материалопотока равна:

+О0+О0

Е = \ \ . (13)

о о

Подставив данное выражение в запись обобщенного распределения класса квадратичных время-частотных распределений, получим:

2 СО 00 со

т—г//|ехр[ -Д6>/ + <шг +0и)]*

4 7Т '

ООО

(14)

* Ф(6>,г)-54 (м -г/2)-5( (м + г/2)сй/</ хйв, где Ф(0,т) - ядро распределения Вигнера:

Ф(0,т) = ехр(— в2т2 /ст), (15)

где а — константа управления долей виртуальной энергии.

С учетом ядра распределения формула примет следующий вид:

£(/,©)= ¿£и(/,ю)» О6)

где Е^ и Еи — соответственно автономные и перекрестные члены, формирующие полную энергию сигнала.

Подставив ядро распределения Вигнера в общую формулу распределения энергии и проинтегрировав ее по в, получим в итоге:

Е{1, со) = —^ Г [-7=1-ехр{- [(и - * 2)/(4г2 / сг)]— уй>г }• Б'(и - т / 2) • Б(и + г / 2 )Л«/г • (17)

4л- Л1л1тг/ст

Данное выражение представляет собой конечную запись распределения Вигнера с использованием коррекции в виде экспоненциального ядра (15).

Предложенный подход был реализован в алгоритме ВПС, который позволяет анализировать сигналы материалопотока в виде их двумерных время-частотных отображений (карт Вигнера) с высокой время-частотной локализацией сигнальных компонент:

00 2 £х(/,й)) = £|(лях(0,я(0/.)| (/)#.(',©). (18)

я=0

Отметим, что распределение Вигнера (12) представляет собой взаимно-корреляционную функцию сигнала с время-частотными атомами вейвлет-словаря при его временном и частотном смещении относительно них.

При изменении структуры спектра сигнальной переменной, изменяется время-частотная локализация соответствующих атомов.

Это позволило нам создать моделирующий аппарат с комплексами алгоритмов и программ, дающий возможность идентифицировать текущие режимы работы дозирующих устройств и автоматизировать операции по их коррекции.

На рис. 5а) приведена осциллограмма входного материалопотокового сигнала, который поступает на обработку средствами алгоритма ВПС; под б) изображена восстановленная переменная, реконструированная средствами ВПС-алгоритма с использованием вейвлет-базиса Гаусса; ошибка аппроксимации -на рис. 5в). Величина эффективной ошибки менее 5% свидетельствует об удов-

а)

б)

III ... . - -1

» • » «с

В)

г)

Рис. 5. Распределение Вигнера материалопотокового сигнала на выходе порционного дозатора, летворительном восстановлении исходного сигнала средствами гауссова вейвлет-базиса. На рис. 5г) представлено трехмерное изображение восстановленного сигнала в виде карты Вигнера (18).

Здесь более слабая плотность энергии сигнала на левых и правых краях «эллипсов» объясняется меньшей крутизной фронтов импульсов разгрузки до-

заторов в начале и в конце интервала формирования переменно-порционной дозы по сравнению с более интенсивным расходом материала в середине интервала - гауссов тип распределения энергии. Размытость эллипсовидных атомов порций по частотной оси обусловлена существующей (текущей) частотой формирования доз, в окрестностях которой для определенной порции и группируются энергетические компоненты сигнала.

Дальнейший анализ текущих режимов дозаторов непрерывного и порционного типов средствами параметризации трехмерных изображений с использованием формируемой в опИпе-режиме внутренней базы данных позволяет решить вопрос о практической реализации операций идентификации и коррекции процессов дозирования.

В третьей главе рассмотрены вопросы аппаратурного, приборного и методологического обеспечения экспериментальных исследований смесепригото-вительного комплекса (рис. 6), состоящего из: дозировочного оборудования -

дозаторов непрерывного действия спирального 1 и шнекового 2 типов, и дискретного (порционного) действия 3; смесительного устройства 4; ленточного или закрытого трубчатого питателя 5; блока первичных измерительных преобразователей 6; системы управления, включающей в свой состав: аналого-цифровой преобразователь в виде модуля входных каналов 7; ППЭВМ с функциями управления 8: собственно компьютер 9, цифро-аналоговый преобразователь 10, электронный многоканальный коммутатор 11.

Для исследования процессов непрерывного и дискретного дозирования, формирования математических моделей и проверки их на адекватность реальным условиям использовались дисперсные материалы с варьируемыми в широком диапазоне физико-механическими свойствами.

В четвертой главе представлены разработанные алгоритмы для моделирования и реального сопровождения процессов непрерывного дозирования. На основе алгоритмов было создано специализированное программное обеспечение.

Программно-алгоритмический комплекс (рис. 7) состоит из: платы регистрации материалопотоковых сигналов, поступающих от первичных измерительных преобразователей, установленных на всех элементах дозировочно-смесительного тракта - ПР; блока формирующих фильтров — БФФ; блока цифрового вейвлет-преобразования, включающего три модуля -1) модуль вейвлет-преобразования одномерных переменных в трехмерные -Ш/ЗБ, 2) модуль

ПР БФФ

1D.-3D нга*

I ВМП || ВОП

ОСП Т_ м— ИРД J

Рис. 7. Программно алгоритмический комплекс.

идентификации режимов дозирования - ИРД, 3) модуль параметризации 3D -изображения, в котором происходит определение и считывание параметров (ОСП) элементов трехмерной карты режима дозирования и вычисление

временной и частотной ошибок отклонения текущего режима от номинального. В свою очередь, в состав модуля 1D/3D входят блоки адаптивного вейвлет-преобразования — АВП, визуализации материалопото-ковых одномерных переменных -ВОП, и визуализации модифицированных (трехмерных) переменных -ВМП. После цифрового вейвлет-преобразования расходовых сигналов производится преобразование временного и частотного отклонения в напряжение постоянного тока и далее - формирование корректирующего воздействия на исполнительный механизм (дозатора -на схеме рис. 7 -"выход"). При непревышении ошибки отклонения текущих режимов от номинального цикл повторяется.

Рассмотрим процесс текущего мониторирования процесса дозирования в реальном времени. Сигналы разгрузки дозирующих устройств, генерируемые первичными преобразованиями расхода, установленными на выходе блока дозаторов (БДУ), поступают через интерфейсную плату на вход компьютера. На этапе фильтрации производится очищение первичного сигнала и формирование сигнальной структуры, пригодной для дальнейшей обработки.

Общая процедура цифрового вейвлет-преобразования выполняется так. Информационные данные поступают на вычисление по формуле (18), в результате формируется вейвлет-карта, и по каждому ее элементу (см. рис. 5г)) происходит накопление вектора параметров {time, freq, size, coeff2} (рис. 8) в виде внутренней базы данных в буфере ППЭВМ. После завершения итераций эти данные сохраняются в рабочем файле. Впоследствии они распознаются блоком идентификации, в результате чего определяются временные и/или частотные координаты каждого атома в двумерном пространстве. Координаты увязываются с точками атомов, имеющими максимальную интенсивность. На этапе коррекции последние сравниваются с номинальными параметрами элементов карты — с учетом типа дозатора и его режима, настроенного на требуемую рецептуру смесевой композиции. В результате этого фиксируются текущие отклонения во время-частотном пространстве, после чего формируются управляющие воздействия на двигатели дозаторов.

coefF2=0.0038

§ 1.35

Рис. 8 Вектор параметров элемента трехмерной карты режима дозирования - на примере порционного дозатора.

/

Считывание данных

из стека АЦП

т

у

Задание типа дозатора:

1. Дискретный дозатор

2. Непрерывный дозатор

Предложенная методика регистрации одномерных сигналов реализуется в виде алгоритма (рис. 9), позволяющего произвести регистрацию выходного потока у-го дозатора и выполнить его цифровое вейвлет-преобразование.

Подаваемая смесь регистрируется измерительным преобразователем в интервале в виде напряжения. Этот сигнал оцифровывается и буферизуется в памяти компьютера. Считывание повторяется в интервале времени ¿1/,, и при его завершении данные из временной памяти с выбранным типом дозатора записываются в рабочий файл.

Во время считывания рабочего файла происходит определение его типа формата — для адекватного восприятия записанной информации. Затем происходит считывание данных для передачи их в блок расчета трехмерной карты режимы (карты Вигнера). Рассчитанные данные сохраняются в файле, инициирующем процедуру визуализации режима блоком ВМП (рис. 7).

Далее, информация из текстового рабочего файла карты Вигнера считы-вается программным блоком ИРД (рис. 7) — производится анализ рабочего поля карты режима с целью идентифика-

Сохранение /данных в текстовому файле /

I

Параметризация одномерных расходовых переменных

т

Расчет трехмерной карты режима (карты Вигнера]

/Сохранение данных / карты в текстовом/_ рабочем файле /

Рис. 9. Алгоритм регистрации и цифрового вейвлет-преобразования

ции последнего (рис. 10); параметры элементов карты сравниваются с заданными.

L

Считывание данных карты режима из рабочего файла

г

_L

Сортировка / выборка материалолотоковых данных с учетом параметров:

tima, fraq, «Iza, coeff2

\ ~

Вычислены« текущих межпорционных периодов (для дискретных дозаторов) и/или частот дозирования (дли непрерывных дозаторов)

а)

Т

Определение средних значений периодов/частот дозирования на интервале Д1

Н.

/Сохранение данньос/ ^_в файле /

Фиксация данных идентификации в /*м цикле^ опроса датчика дозатора,'

7

б)

Рис. 10. Алгоритм идентификации режимов (а) и результат определения

элементов карты (б). Сравнение полученных параметров элементов карты с заданным вектором параметров позволяет идентифицировать режим конкретного дозатора.

Для имитационного моделирования процесса коррекции текущих режимов дозирования или реального управления исполнительными механизмами (ИМ) дозаторов, сформированная информация из модуля ИРД подается в блок ОСП -определения и считывания параметров (рис. 7). Из блока ОСП массивы данных программным путем передаются на формирователь корректирующих воздействий - ФКВ (рис.7). Данная и последующие процедуры отображаются алгоритмом коррекции режимов дозирования (рис. 11), в котором определяются необходимые воздействия на ячейки параллельного (LPT-) порта системы управления.

Рис. 11. Алгоритм коррекции текущих режимов дозирования.

Корректирующее воздействие прикладывается к исполнительному механизму через разработанную схему цифро-аналогового преобразования. Последняя построена по принципу двоичного суммирования напряжений на контактах разъема LPT - порта с последующим усилением и подачей на узел сравнения.

В качестве примера, на рис. 12 показан результат функционирования программно-алгоритмического пакета в виде трехмерной карты Вигнера в двумерном формате, описывающий текущий режим работы дискретного дозатора при напряжении на его исполнительном механизме U=100 В.

Рис. 12. Текущий режим порционного дозирования: а) расходовый сигнал в вейвлет-формате; б) время-частотная карта с расчетными параметрами атомов.

Как видно из рис. 12, на карте удалены в результате фильтрации все побочные (шумовые) время-частотные атомы; одномерный расходовый сигнал адекватно описан распределением Вигнера; при этом на карте отображены кон-

кретные значения параметров в формате рис. 8. В результате анализа таблицы внутренней базы данных производится ранжирование атомов по итенсивности, определяется их локализация на карте, после чего рассчитываются все параметры и определяются их усредненные значения.

Сопостановление результатов имитационного моделирования и реального процесса коррекции в полупромышленном агрегате показывает, что отклонение величины усредненных значений периода/частоты дозирования в реальном online - режиме составляет 2 ...7% по сравнению с процедурой моделирования. При этом время на формирование и подачу на ИМ корректирующих возмущений составляет 0,5 ... 2,0 с.

Установленные закономерности позволяют проводить интерактивное моделирование процессов смесеприготовления и управлять динамикой режима работы дозаторов.

Кроме того, в четвертой главе приведены данные по практической реализации (внедрению) разработанных принципов, математических моделей, алгоритмов и программ в промышленном и полупромышленном производстве.

В частности, результаты исследования внедрены на ряде промышленных предприятиях: на гормолзаводе - при получении детской молочной смеси "Малыш"; на предприятии по производству мясных продуктов — при обеспечении процесса мультикомпонентного дозирования сухих продуктов (молочного белка, соли, специй, ароматизаторов, витаминизированных препаратов) в производстве мясного паштета; в пекарне учебно-производственного центра Кем-ТИ1111 — при выпечке сдобного песочно-отсадного печенья, в технологическом процессе производства которого использовалась процедура дозирования сухих компонентов (пшеничной муки, сахарной пудры, яичного порошка, сухого молока, питьевой соды) блоком дозаторов спирального и порционного типов в режиме компьютерной вейвлет-стабилизации.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ И ВЫВОДЫ

1. Установлено совместное влияние структурного характера материалопотоков на предсмесительной стадии и комплекса внутренних параметров центробежного смесительного устройства на качество готовых комбинированных продуктов. Выявленные зависимости позволяют, задавая и/или варьируя ре-жимно-конструктивные параметры дозировочно-смесительного оборудования на стадии технологической подготовки смесевых рецептур или в режиме реального времени, поддерживать высокий уровень однородности смеси по каждому из входящих в нее ингредиентов.

2. Проведено изучение зависимости погрешностей дозирования от режимов работы дозаторов непрерывного (шнекового и спирального типов) и дискретного (порционного) действия. Это позволяет задавать в качестве номинальных (рациональных) такие режимы разгрузки дозаторов, которые обеспечивают рациональное формирование как отдельных потоков дозирования, так и совокупного материалопотока на выходе блока дозаторов.

3. Разработаны алгоритмы регистрации и обработки материалопотоковых сигналов с использованием интерфейса связи блока дозаторов с первичными

преобразователями. Обосновано применение способа адаптивной аппроксимации одномерных стационарных и нестационарных переменных средствами прямого вейвлет-преобразования.

4. Созданы алгоритмы и комплексы программ отображения, идентификации и коррекции режимов дозирования на основе расчета многомерных изображений (карт) материалопотоковых сигналов и определения параметров их элементов средствами итеративной процедуры разложения 1D - переменных в дискретный вейвлет-ряд с последующим преобразованием в модифицированное изображение режима в формате время-частотного распределения ( карты Вигнера). Реализация таких алгоритмов и программ обеспечивает достоверную визуализацию процесса дозирования.

5. Разработан аппаратно-программный комплекс для обработки информации о процессах дозирования, в основе функционирования которого лежит применение - вместо первичных реальных сигналов - реконструированных (вос-становленых) переменных в виде вейвлет-аппроксимант материалопотока. С помощью такой системы существенно расширяются возможности технического сопровождения процессов смесеприготовления в агрегатах непрерывного действия, в частности, эффективно выполняются процессы текущего мониторирования с регистрацией и коррекцией их динамики по двумерным время-частотным переменным в режиме реального времени.

6. Для выполнения процедуры идентификации текущего режима определенного дозатора использована внутренняя процедурно-структурная база данных для ранжирования время-частотных атомов (элементов двумерных отображений) на карте режима дозирования, получаемая в ходе расчетов последней в операционной среде Linux.

7. Выполнена поверка созданных математических моделей в вейвлет-формате, алгоритмов и комплекса программ для моделирования и сопровождения процессов дозирования на адекватность описания ими реальных процессов в агрегатах непрерывного действия. Это дает возможность использовать подобный комплекс программо-аппаратных средств для моделирования процессов в полупромышленных образцах и обеспечения эффективной работы смесительных агрегатов.

ПЕРЕЧЕНЬ ПУБЛИКАЦИЙ

Наиболее важными из научных работ, опубликованных по теме диссертации в открытой печати, являются:

1. Анискевич, A.A. Система вейвлет-мониторинга и управления динамикой блока дозирования в смесительном агрегате для приготовления пищевых композиций / A.A. Анискевич, Д.Б. Федосенков, Б.А. Федосенков, В.Н. Иванец // Хранение и перераб. сельскохоз. сырья. - 2006. - № 11. - С. 70-72.

2. Анискевич, A.A. Идентификация и коррекция текущих режимов дозирующих устройств в вейвлет-среде / A.A. Анискевич, Д.Б. Федосенков, Б.А. Федосенков, М.Х. Дорри // IV-я международная научно-технической конференции "CAD/CAM/PDM - 2006" (ИПУ РАН) - Москва, Октябрь 2006 год. - С. 4546.

3. Федосенков, Б.А. Использование алгоритмов вейвлет-поиска соответствия для управления динамикой процессов в смесеприготовительном агрегате. (Казань) / Б.А. Федосенков, A.A. Анискевич, Д.Б. Федосенков // Общероссийская конференция молодых ученых с международным участием «Пищевые технологии» Казань, 30 Мая 2006 года. - С. 55-56.

4. Федосенков, Б.А. Теоретические аспекты управления динамикой смесе-приготовительных процессов на базе вейвлет-преобразования / Б.А. Федосенков, A.A. Анискевич, A.B. Камалдинов // В сб.: «Математические методы в технике и технологиях»: Материалы XVI международной науч.-техн. Конф.: Тезис, доклад /Санкт-Петербургский государственный технический институт» (СПбГТИ) - Санкт-Петербург, 2003 года. - С. 96-98.

5. Федосенков, Б.А. Моделирование процесса управления динамикой сме-сеприготовительного агрегата метода всплесковых преобразований / Б.А. Федосенков, A.B. Камалдинов, A.A. Анискевич //4 - я. Международная конференция «Инструменты математического моделирования», MATH TOOLS 2003, СПБ. /Санкт-Петербургский государственный технический университет, Россия, 2328 июня 2003 года. - С. 164-167.

6. Федосенков, Б.А. Процессовые аспекты моделирования производства дисперсных смесей и оптимизация режимов работы смесительного агрегата на базе всплесковых преобразований // Б.А. Федосенков, A.B. Камалдинов, A.A. Анискевич // Научно-техническая конференция «Кибернетика и технологии XXI века» (С&Т, Воронеж, 22-23 октября 2002 года). - С. 89-92.

7. Федосенков, Б. А. Автоматизированное управление смесеприготови-тельным агрегатом на базе всплесковых преобразований / Б.А. Федосенков, A.A. Анискевич // Материалы докладов Международного симпозиума «Федеральные и региональные аспекты государственной политики в области здорового питания» Кемерово, 9-11 октября 2002 года. - С. 256-258.

Подписано к печати 24.11.2006 г. Формат 60x90/16 Объем 1 п.л. Тираж 100 экз. Заказ № 254 Отпечатано на ризографе Кемеровский технологический институт пищевой промышленности 650056, г. Кемерово, б-р. Строителей, д. 47. Отпечатано в лаборатории множительной техники КемТИППа 650010, г. Кемерово, ул. Красноармейская, д. 52.

ВВЕДЕНИЕ И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧ ИССЛЕДОВАНИЯ.

ГЛАВА 1. АНАЛИЗ ПРОЦЕССА ДОЗИРОВАНИЯ В СМЕСЕПРИГОТОВИ-ТЕЛЬНЫХ АГРЕГАТАХ НЕПРЕРЫВНОГО ДЕЙСТВИЯ.

1Л. Особенности процесса дозирования в технологических линиях.

1.2. Основные методы смешивания.

1.3. Оценка качества получаемой смеси.

1.4. Виды процесса смешивания.

1.4.1. Определение погрешности при непрерывном дозировании в смесительном агрегате.

1.5. Обоснование выбора математического метода для анализа нестационарных сигналов в процессе непрерывного дозирования.

1.6. Основы теории вейвлет-преобразований.

1.7. Сравнение различных представлений сигналов.

1.7.1. Скорость вычислений при вейвлет-преобразованиях.

ГЛАВА 2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ МОДЕЛИРОВАНИЯ РЕЖИМОВ СИСТЕМ НЕПРЕРЫВНОГО СМЕСЕПРИГОТОВЛЕНИЯ НА ОСНОВЕ МАТЕМАТИЧЕСКОГО АППАРАТА ТЕОРИИ ВЕЙВЛЕТ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ.

2.1. Смесеприготовительный процесс и дозировочное оборудование.

2.2. Основные понятия математического аппарата теории вейвлет -преобразований.

2.3. От преобразования Фурье к вейвлет-преобразованию.

2.3.1. Ряды Фурье.

2.3.2. Разложение в ряды по вейвлетам.

2.3.3. Вейвлет-преобразование.

2.3.4. Интегральное вейвлет преобразование.

2.3.5. Частотно-временная локализация.

2.3.6. Частотное-временное окно.

2.3.7. Представления вейвлетов в дискретном времени и быстрые алгоритмы вычисления.

2.4. Метод поиска соответствия в рамках адаптивной фильтрации.

2.5. Класс квадратичных время-частотных распределений для отображения динамических спектров материалопотоков.

2.6. Дискретный поиск соответствия в словаре Габора.

2.7. Реализация алгоритма вейвлет-апроксимации сигналов смесеприго-товительной системы и расчет трехмерных режимов дозирования.

ГЛАВА 3. РАЗРАБОТКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО СТЕНДА И МЕТОДОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ЕГО ЭКСПЛУАТАЦИИ.

3.1. Описание лабораторно-исследовательского стенда.

3.2. Дозировочное оборудование.

3.2.1. Шнековый дозатор.

3.2.2. Спиральный дозатор.

3.2.3. Порционный дозатор.

3.2.4. Центробежный смеситель непрерывного действия.

3.2.5. Ленточный весовой дозатор.

3.3. Глобальный импульсный пневматический рецикл-канал.

3.4. Первичные измерительные преобразователи для регистрации мате-риалопотоковых сигналов.

3.4.1. Тензометрические преобразователи.

3.4.2. Пьезоэлектрические преобразователи.

3.4.3. Пневмо-электропреобразователь интеллектуальный.

3.5. Частотно-индуктивный преобразователь для измерения концентрации ключевого компонента в смеси сыпучих материалов.

3.6. Физико-механические свойства исследованных материалов.

3.7. Аппаратно-программный управляющий мониторинговый комплекс для регистрации, обработки материалопотоковых сигналов и управления смесеприготовительным агрегатом.

3.8. Методика определения качества смесей.

ГЛАВА 4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ДОЗИРУЮЩИХ УСТРОЙСТВ, РАБОТЫ МОНИТОРИНГОВОГО УПРАВЛЯЮЩЕГО КОМПЛЕКСА И МАШИННЫЙ АНАЛИЗ

МОДЕЛЕЙ СМЕСЕПРИГОТОВИТЕЛЬНЫХ ПРОЦЕССОВ.

4Л. Исследование работы дозирующих устройств.

4.2. Погрешность и производительность дозирования.

4.3. Аналитические зависимости сигналов дозирующих устройств непрерывного действия.

4.3.1. Спиральное дозирующее устройство.

4.3.2. Шнековое дозирующее устройство.

4.3.3. Порционного типа.

4.4. Оценка сглаживания входных потоков при изменении интенсивности рецикла.

4.5. Методика обработки первичных материалопотоковых сигналов, регистрируемых измерительными устройствами.

4.6. Алгоритмический анализ определения местоположения время-частотных атомов на карте Вигнера.

4.7. Определение режима работы по время-частотной карте режима дозирования.

Основные результаты работы и выводы.

Актуальность работы. Обеспечение продовольственного рынка РФ качественными пищевыми продуктами является важнейшей народнохозяйственной задачей. Для ее решения в настоящее время предприятия пищевой и перерабатывающей промышленности переходят на выпуск комбинированных продуктов и полуфабрикатов, обогащенных витаминами и биологически активными и минеральными добавками. Разработка аппаратурного оформления процессов переработки сыпучих материалов, в том числе получения однородных по составу многокомпонентных смесей, является важным условием для решения поставленной цели и представляет собой непростую инженерно-техническую задачу.

Для разработки пищевых продуктов с заданной концентрацией активных добавок возникают трудности на этапе дозирования и дальнейшего равномерного распределения исходных компонентов по объему смеси при механическом способе смешения, если их содержание отличается в десятки и сотни раз.

В связи с этим, особую значимость приобретает дозирование многокомпонентных пищевых продуктов в аппаратах с непрерывной и дискретной (порционной) подачей материала. Смешивание дисперсных материалов осуществляется, как правило, на морально устаревшем оборудовании. При этом качество получаемых композиций и интенсивность процесса зачастую не удовлетворяют современным требованиям. Использование же более новой, как правило, импортной техники связано с большими материальными затратами, что не всегда экономически оправдано.

Перспективными направлениями в технологиях переработки сыпучих материалов являются: • переход на использование новейших разработок в области аппаратур-но-программного обеспечения, визуализация многостадийного механизированного процесса смешивания и дозирования;

• разработка принципиально новых конструкций смесителей, позволяющих сглаживать погрешности входных потоков;

• осуществление процесса в тонких или разряженных слоях для увеличения поверхности контакта между частицами;

• организация направленного движения материальных потоков за счет использования различных каналов в одном аппарате.

Проведенный анализ результатов теоретических и экспериментальных исследований процессов для получения смесей сыпучих материалов показывает преимущество механизированного способа смешивания в агрегатах непрерывного действия по сравнению с их периодическим аналогом.

Однако до настоящего времени смесители непрерывного действия (СНД) не получили широкого распространения в промышленности, в основном из-за сложности непрерывной подачи исходных компонентов в строго заданных соотношениях, особенно при соотношении смешиваемых компонентов на уровне 1:100 и выше.

Для достоверного визуального отображения и последующей идентификации текущих режимов дозирования смесевых компонентов в работе используется разработанный метод время-частотного анализа материалопото-ковых сигналов на базе вейвлет-функций. В основе этого метода - преобразование материалопотоковых сигналов дозирования, представляющих собой одномерные переменные расхода материала в определенной технологической точке агрегата, в многомерные координаты. Последние формируются в результате адаптивной аппроксимации первичных одномерных сигналов в вейвлет-среде с их дальнейшим преобразованием в соответствующие двумерные/трехмерные образы во время-частотном пространстве.

Такой математический аппарат позволяет адекватно описывать и моделировать стационарные и нестационарные (с время-зависимым частотным спектром) процессы на отдельных стадиях смесеприготовления, а также создавать эффективные формализованные средства, позволяющие поддерживать и/или корректировать текущие режимы в отдельных фрагментах агрегата.

Таким образом, решение вопросов практической регистрации, исследования и моделирования режимов дозирования в смесительных системах непрерывного действия, а также эффективного контроля процессов с возможностью их коррекции в режиме реального времени, - на базе теоретических и экспериментальных исследований - представляет собой актуальную проблему, имеющую важное народнохозяйственное значение для ряда отраслей промышленности и АПК, в том числе, пищевой и перерабатывающей.

Диссертационная работа выполнена в соответствии с планами НИР по грантам Министерства образования РФ на 2003-2004 г:

1. Т02-06.7-1238 «Научно-практические основы разработки непрерывном действующих смесителей центробежного типа с регулируемой инерционностью для получения сухих и увлажненных композиционных материалов»; научный руководитель - Иванец В.Н.;

2. Т02-03.2-2440 «Система технологического мониторингового и автоматизированного управления динамикой непрерывных технологических процессов в агрегатах для производства пищевых дисперсных композиций на базе всплесковых преобразований»; научный руководитель - Федосенков Б.А.

ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ

В соответствии с поставленной целью в данной диссертационной работе решались следующие задачи:

• изучение комплекса вопросов, связанного с управлением качеством готовых смесей по каналам дозирования и смешивания;

• исследование влияния режимов работы устройств непрерывного и дискретного (порционного) действия на погрешность дозирования сыпучих материалов;

• создание программно-алгоритмической системы обработки информации о процессах дозирования с возможностью мониторирования, идентификации и коррекции их динамики по двумерным время-частотным переменным в режиме реального времени;

• поверка математических моделей в вейвлет-формате, алгоритмов и комплекса программ по моделированию процессов дозирования на адекватность описания ими реальных процессов в агрегатах непрерывного действия.

НАУЧНАЯ НОВИЗНА РАБОТЫ

1. Доказана целесообразность применения новых, нетрадиционных, подходов на базе вейвлет-преобразований, разработанных с целью управления качеством готовой продукции, получаемой в агрегатах непрерывного действия.

2. Проведены экспериментально-теоретические исследования режимов дозирования дисперсных материалов устройствами непрерывного (шнекового и спирального типов) и дискретного (порционного) действия при варьировании режимно-конструктивных параметров - в условиях регистрации одномерных материалопотоковых переменных во вторичной виртуальной компьютерной среде.

3. Созданы математические модели процессов дозирования в непрерывно действующих смесеприготовительных агрегатах, оперирующие материало-потоковыми переменными в виде набора апериодических и колебательных вейвлет-функций.

4. Разработаны процедуры адаптивной аппроксимации одномерных переменных расхода на выходах/выходе дозаторов/блока дозаторов в реальном масштабе времени на базе алгоритма проецирования (поиска соответствия) анализируемых сигналов на специализированный избыточный словарь вейв-лет-функций.

5. Предложены алгоритмы отображения контроля, идентификации и коррекции текущих режимов дозирования на основе получения и итеративной параметризации двумерных/трехмерных изображений (карт) материалопото-ковых переменных.

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЦЕННОСТЬ И РЕАЛИЗАЦИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ

На основании выполненных исследований получены следующие практически значимые результаты.

Сформирован комплекс разработанных алгоритмов и программ, на основе которого созданы инженерные способы визуального контроля и стабилизации режимов дозирования аппаратами непрерывного и дискретного типов. В частности, в аппаратурной среде Linux реализован алгоритм отображения текущих материалопотоковых процессов в блоках дозирования и питателя в системах полупромышленного образца; система сопровождения процессов дозирования, разработанная на базе алгоритмов и программ вейвлет-преобразования одномерных сигналов расхода в многомерные, обеспечивает повышение качества готовых комбинированных продуктов на 10-15% - по сравнению с традиционными методами; результаты исследований внедрены на ряде промышленных предприятий: на Кемеровском гормолзаводе - в производстве детских молочных смесей; на предприятии по производству мясных продуктов и в пекарне учебно-производственного центра Кемеровского технологического института пищевой промышленности (КемТИПП) - при обеспечении процесса мультикомпонентного дозирования сухих ингредиентов;

Полученные в диссертационной работе результаты исследования и разработанные материалы (комплекс алгоритмов и программ вейвлетотображения и управления динамикой режимов дозирования) внедрены в научный и учебно-методический комплексы кафедр «Процессы и аппараты пищевых производств» и «Автоматизация производственных процессов и автоматизированные системы управления» ГОУ ВПО КемТИПП, и, кроме того, используются при подготовке бакалавров и специалистов, при обучении в магистратуре и аспирантуре.

АВТОР ЗАЩИЩАЕТ

• результаты исследования влияния режимов дозаторов сыпучих материалов непрерывного и дискретного действия на погрешности в их работе;

• комплексные подходы в реализации теоретических алгоритмов, основанные на использовании всплесковых преобразований для внедрения их в систему математического моделирования процессов непрерывного и дискретного дозирования сыпучих материалов;

• способ применения математического сопровождения по идентификации и контролю текущих режимов работы дозирующих устройств с использованием параметризации элементов в координатном пространстве на основе адаптивного вейвлет-преобразования;

• методики регистрации и способы фильтрации одномерных сигналов с использованием разнородных видов вейвлетов;

• модель мониторинговой системы управления процессами дозирования с корректирующей связью по двумерным время-частотным координатами.

АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ.

Основные положения и результаты диссертационной работы были представлены и обсуждены: на ежегодных научных конференциях КемТИПП (2001-2005 гг.); на региональных и Всероссийских научно-практических конференциях Кемеровского государственного университета «Информационные недра Кузбасса» / «Инновационные недра Кузбасса: информационные технологии» (2002 - 2005 гг.); на научно-технической конференции «Кибернетика и технологии XXI века» (Воронеж - 2002 г.); на четвертой международной конференции «Инструменты математического моделирования» (Санкт-Петербург - 2003 г.); на XVI международной научно-технической конференции «Математические методы в технике и технологиях» (Ангарск, Санкт-Петербург - 2003 г.); на научном межкафедральном семинаре в ГОУ ВПО «Кузбасский государственный технический университет» (Кемерово -июнь 2006 г.); на четвертой международной научно-технической конференции «CAD/CAM/PDM-2006» (Москва, ИПУ РАН - октябрь 2006).

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ И ВЫВОДЫ

Установлено совместное влияние структурного характера материало-потоков на предсмесительной стадии и комплекса внутренних параметров центробежного смесительного устройства на качество готовых комбинированных продуктов. Выявленные зависимости позволяют, задавая и/или варьируя режимно-конструктивные параметры дозировочно-смесительного оборудования на стадии технологической подготовки смесевых рецептур или в режиме реального времени, поддерживать высокий уровень однородности смеси по каждому из входящих в нее ингредиентов.

Проведено изучение зависимости погрешностей дозирования от режимов работы дозаторов непрерывного (шнекового и спирального типов) и дискретного (порционного) действия. Это позволяет задавать в качестве номинальных (рациональных) такие режимы разгрузки дозаторов, которые обеспечивают рациональное формирование как отдельных потоков дозирования, так и совокупного материалопотока на выходе блока дозаторов.

Разработаны алгоритмы регистрации и обработки материалопотоковых сигналов с использованием интерфейса связи блока дозаторов с первичными преобразователями. Обосновано применение способа адаптивной аппроксимации одномерных стационарных и нестационарных переменных средствами прямого вейвлет-преобразования. Созданы алгоритмы и комплексы программ отображения, идентификации и коррекции режимов дозирования на основе расчета многомерных изображений (карт) материалопотоковых сигналов и определения параметров их элементов средствами итеративной процедуры разложения 1D - переменных в дискретный вейвлет-ряд с последующим преобразованием в модифицированное изображение режима в формате время-частотного распределения ( карты Вигнера). Реализация таких алгоритмов и программ обеспечивает достоверную визуализацию процесса дозирования.

Разработан аппаратно-программный комплекс для обработки информации о процессах дозирования, в основе функционирования которого лежит применение - вместо первичных реальных сигналов - реконструированных (восстановленых) переменных в виде вейвлет-аппроксимант материалопотока. С помощью такой системы существенно расширяются возможности технического сопровождения процессов смесеприготовления в агрегатах непрерывного действия, в частности, эффективно выполняются процессы текущего мониторирования с регистрацией и коррекцией их динамики по двумерным время-частотным переменным в режиме реального времени. Для выполнения процедуры идентификации текущего режима определенного дозатора использована внутренняя процедурно-структурная база данных для ранжирования время-частотных атомов (элементов двумерных отображений) на карте режима дозирования, получаемая в ходе расчетов последней в операционной среде Linux. Выполнена поверка созданных математических моделей в вейвлет-формате, алгоритмов и комплекса программ для моделирования и сопровождения процессов дозирования на адекватность описания ими реальных процессов в агрегатах непрерывного действия. Это дает возможность использовать подобный комплекс программо-аппаратных средств для моделирования процессов в полупромышленных образцах и обеспечения эффективной работы смесительных агрегатов.

124

1. А.с. 1546120 СССР, МКИ В01 F7/26 Центробежный смеситель порошкообразных материалов. / Г.Г. Саломатин (СССР) - Опубл. в Б.И., 1990, №8.

2. А.с. 2132725 Россия, МКИ В01 F7/26 Центробежный смеситель. / В.Н. Иванец, И.А. Бакин, Б.А. Федосенков. (Россия) Опубл. в Б.И., 1999, №19.

3. Александровский, А.А. Исследование процесса смешивания и разработка аппаратуры для приготовления композиций, содержащих твердую фазу: Автореф. дис. д-ра техн. наук/ А.А. Александровский. Казань, 1976. -48 с.

4. Александровский, А.А. Кинетика смешения бинарной композиции при сопутствующем измельчении твердой фазы. / А.А. Александровский, З.К. Галиакбеков // Теоретические основы химической технологии. 1976, т. 15, №2. - С.227-331.

5. Арутюнов, С.Ю. Моделирование и оптимизация процесса измельчения зернистых материалов: Автореф. дисс. . канд. техн. наук. М, 1982.-24 с.

6. Арутюнов, С.Ю. Системный анализ процессов измельчения и смешивания сыпучих материалов. / С.Ю. Арутюнов, И.И. Дорохов // В сб. тез. докл. 1-ой Всесоюз. конф. «КХТП-1». М., 1984. - С.47.

7. Ахмадиев, Ф.Г. Исследование процесса смешивания композиций, содержащих твердую фазу, в ротационном смесителе: Автореф. дисс. . канд. техн. наук. Казань, 1975. - 24с.

8. Ахмадиев, Ф.Г. Моделирование и реализация способов приготовления смесей / Ф.Г. Ахмадиев, А.А. Александровский // Журн. Всесоюз. хим. общ-ва. им. Д.И. Менделеева. 1988. - Т. 33, №4. - С. 448.

9. Ахмадиев, Ф.Г. Моделирование кинетики процессов смешения композиций, содержащих твердую фазу. / Ф.Г. Ахмадиев // Изв. ВУЗов. Химия и химическая технология. 1984. - Т. 27, № 9. - С. 1096-1098.

10. Ахмадиев, Ф.Г. О моделировании процесса массообмена с учетом флуктуаций физико-химических параметров / Ф.Г. Ахмадиев, А.А. Александровский, И.И. Дорохов // Инженерно-физический журнал. 1982. -Т. 43, №2. - С.274-280.

11. Ахмадиев, Ф.Г. Современное состояние и проблемы математического моделирования процессов смешения сыпучих материалов / Ф.Г. Ахмадиев, А.А. Александровский // Интенсификация процессов механической переработки сыпучих материалов. Иваново, 1987. - С. 3-6.

12. Багринцев, И.И. Смесительное оборудование для сыпучих и пастообразных материалов: Обзорная информация / И.И. Багринцев, JI.M. Лебедев, В.Я. Филин М: ЦИНТИхимнефтемаш, 1986. - 35с.

13. Батунер, JLM. Математические методы в химической технологии. / JI.M. Батунер, М.Е. Позин JL: Химия, 1979. - 248с.

14. Благовещенская, М.М. Применение микропроцессорной техники в хлебопекарной и макаронной промышленности / М.М. Благовещенская. М., 1987.

15. Богданов, В.В. Смешивание полимеров. / В.В. Богданов, Р.В. Тонер, В.Н. Красовский, Э.О. Регер Л.: Химия, 1979. - 499с.

16. Видинеев, Ю.Д. Современные методы оценки качества непрерывного дозирования / Ю.Д. Видинеев // Журн. Всесоюз. хим. общ-ва. им. Д.И. Менделеева. 1988. - Т. 33, №4. - С. 397-404.

17. Войтович, И.Д. Измерение толщины пленок кварцевым датчиком в процессе их изготовления / И.Д. Войтич, А.С. Полищук, Ю.А. Снежко «Приборы и техника эксперимента», 1969, №2, с. 138-139 с ил.

18. Воробьев, В. И. Теория и практика вейвлет-преобразования / В. И. Воробьев, В. Г. Грибунин. СПб.: Изд-во ВУС, 1999. - 208 с.

19. Глюкман, Л.И. Пьезоэлектрические кварцевые резонаторы / Л.И. Глюкман Л., «Энергия», 1969. 260 с. с ил.

20. Грон, Д. Методы идентификации систем / Д. Грон. М.: Мир, 1979. -302 с.

21. Дейч, A.M. Методы идентификации динамических объектов / A.M. Дейч. М.: Энергия, 1979. - 204с.

22. Джинджихадзе, С.Р. Структурный подход к анализу процесса смешения сыпучих материалов в циркуляционных смесителях. / С.Р. Джинджихадзе, Ю.И. Макаров, A.M. Цирлин // Теоретические основы химической технологии. 1975, т.21, №2. - С.425-429.

23. Добеши, И. Десять лекций по вейвлетам / Ингрид Добеши М.Ижевск: Регулярная и хаотическая динамика, 2001.

24. Дремин, И.М. Вейвлеты и их использование / И.М. Дремин, О.В. Иванов, В.А. Нечитайло // УФН. 2001. - Т. 171, №5. - С. 465-501.

25. Дьяконов, В.П. Вейвлеты. От теории к практике / В.П. Дьяконов М.: Солон-Р, 2002. - 448с.: ил.

26. Дьяченко Б.П. Изменение вязкости жидкостей кварцевыми резонаторами / Б.П. Дьяченко «Измерительная техника», 1970, №8, с. 78-80.

27. Евтихин, Н.Н. Измерение электрических и неэлектрических величин / Я.А. Купершмидт, В.Ф. Папуловский, В.Н. Скугоров М.: Эренгоатомиздат, 1990. - 352 е.: ил.

28. Ерофеев, А.А. Принципы построения интеллектуальных систем управления подвижными объектами / А.А. Ерофеев, А. Е. Городецкий // Автоматика и телемеханика. 1997. - № 9. - С. 101-110.

29. Зайцев, А.И. Теория и практика переработки сыпучих материалов / А.И. Зайцев, Д.О. Бытев, В.Н. Сидоров // Журн. Всесоюз. хим. общ-ва. им. Д.И. Менделеева. 1988. - Т. 33, №4. - С. 390.

30. Иванец, В.Н. Интенсификация процесса смешивания высокодисперсных материалов направленной организацией потоков: Автореф. дисс. . д-ра. техн. наук. / Иванец Виталий Николаевич Одесса, 1989.-32с.

31. Иванец, В.Н. Методы моделирования процессов смешивания дисперсных материалов при непрерывной и дискретной загрузке смесительного агрегата / В.Н. Иванец, Б.А. Федосенков // Изв. ВУЗов. Пищевая технология. 1988. - № 5. - С. 68-72.

32. Иванец, В.Н. Разработка новых конструкций центробежных смесителей непрерывного действия для переработки дисперсных материалов / В.Н. Иванец, И.А. Бакин, Д.М. Бородулин Изв. ВУЗов. Пищевая технология. - 2003. №4. - С.94-98.

33. Иванец, В.Н. Смесители порошкообразных материалов для витаминизации пищевых и кормовых продуктов / В.Н. Иванец // Изв. ВУЗов. Пищевая технология. 1988. - №1. - С. 89-97.

34. Изерман, Р. Цифровые системы управления / Р. Изерман. М.: Мир, 1984.

35. Имаев, Д.Х. Теория автоматического управления. Линейные системы автоматического управления / Д.Х. Имаев, А.А. Краснопрошина, В.Б. Яковлев. Киев: Выща шк., 1992.

36. Интегральные микросхемы: Справочник / М.А. Бедряковский. -М.: Энергоатомиздат, 1991.

37. Иошир, Ю.И. Виброметрия / Ю.И. Иошир М., Машгиз, 1963. 771 с. с ил.

38. Карпин, Е.Б. Средства автоматизации для измерения и дозирования массы / Е.Б. Карпин. М.: Машиностроение, 1971.

39. Каталымов, А.В. Дозирование сыпучих и вязких материалов /

40. A.В. Каталымов, В.А. Любартович. JL: Химия, 1990. - 240 с.

41. Кафаров, В.В. Кинетика смешения бинарных композиций, содержащих твердую фазу / В.В. Кафаров, А.А. Александровский, И.Н. Дорохов и др. // Теоретические основы химической технологии. 1976, т. 10, №1. - С.149-153.

42. Кафаров, В.В. Методы кибернетики в химии и химической технологии / В.В. Кафаров 3-е изд. перераб. и доп. - М.: Химия, 1976. -464с.

43. Кафаров, В.В. Принципы математического моделирования химико-технологических систем / В.В. Кафаров, B.JI. Петров, В.Г. Мешалкин. М.: Химия, 1974. - 344 с.

44. Кафаров, В.В. Рециклические процессы в химической технологии /В.В. Кафаров, В.А. Иванов, С.Я. Бродский // В кн. «Итоги науки и техники. Процессы и аппараты химической технологии». М.: ВИНИТИ, 1982, Т.10. -С.87.

45. Кафаров, В.В. Системный анализ процессов химических технологий /В.В. Кафаров, И.Н. Дорохов. М.: Наука, 1976. - 499 с.

46. Кафаров, В.В. Системный анализ процессов химических технологий. Процессы измельчения и смешивания сыпучих материалов /В.В. Кафаров, И.Н. Дорохов, С.Ю. Арутюнов. М.: Наука, 1985. - 440 с.

47. Кафаров, В.В. Состояние и перспективы комплексных системных исследований процессов измельчения сыпучих материалов. /В.В. Кафаров, И.Н. Дорохов, С.Ю. Арутюнов // Журн. Всесоюз. хим. общ-ва. им. Д.И. Менделеева. 1988, т. 33, №4. - С.362-373.

48. Кафаров, В.В. Теоретические пределы усреднения состава потока в аппаратах непрерывного действия. /В.В. Кафаров, И.В. Гордин,

49. B.JT. Петров Теоретические основы химической технологии. - 1984, т. 12, №2.-С.219-226.

50. Кемпбелл, Д.П. Динамика процессов в химической технологии / Д.П. Кембел -М.: Госхимиздат, 1962.

51. Компьютерра. 1998. №8 (236). (сборник статей по вейвлетной тематике)

52. Корн, Г., Справочник по математике (для научных работников и инженеров) / Т. Корн, Г. Корн М.: Наука, 1977. - 832 с.

53. Короновский, А.А. Непрерывный вейвлетный анализ и его приложения / А.А. Короновский, А.Е. Храмов. М.: Физматлит, 2003. - 176 с.

54. Куо, Б. Теория и проектирование цифровых систем управления / Б. Куо. М.: Машиностроение, 1986. - 448 с.

55. Левин, Б.Р. Теоретические основы статистической радиотехники /Б.Р. Левин. -М.: Радио и связь, 1989.- 653 с.

56. Летов, A.M. Математическая теория процессов управления / A.M. Летов. -М.: Наука, 1981.-255 с.60. Литература по Луенбергеру

57. Макаров, Ю.И. Аппараты для смешения сыпучих материалов / Ю.И. Макаров М.: Машиностроение, 1973. - 215 с.73.

58. Макаров, Ю.И. Классификация оборудования для переработки сыпучих материалов / Ю.И. Макаров, А.И. Зайцев // Химическое и нефтяное машиностроение. 1981. -№6. - С. 33-35.

59. Макаров, Ю.И. Новые типы машин и аппаратов для переработки сыпучих материалов / Ю.И. Макаров, А.И. Зайцев М.: МИХМ, 1982. - 75с.

60. Макаров, Ю.И. Основы расчета процессов смешения сыпучих материалов. Исследование и разработка смесительных аппаратов: Автореф. дис. д-ра техн. наук / Ю.И. Макаров. М.: 1975. - 35с.

61. Макаров, Ю.И. Проблемы смешивания сыпучих материалов / Ю.И. Макаров // Журн. Всесоюз. хим. общ-ва. им. Д.И. Менделеева. 1988. -Т. 33, №4.-С. 384.

62. Макаров, Ю.И. Энтропийные оценки качества смешивания сыпучих материалов / Ю.И. Макаров // Процессы и аппараты химической технологии. Системно-информационный подход. М.: МИХМ, 1977. - С. 143-148.

63. Математические модели технологических процессов в пространстве состояний смесеприготовительного агрегата / Б.А. Федосенков, Д.Л. Поздняков, В.Н. Иванец, Е.В. Антипов // Известия ВУЗов. Пищевая технология. 2003. - №5-6. - С. 86-89.

64. Математическое моделирование / Под ред. Дж. Эндрюса и Р. Мак-Лоуна. -М.: Мир, 1979.

65. Мезон, У. Пьезоэлектрические кристаллы и их применение в ультра-аккустике / У. Мезон М., Изд-во иностр. Лит., 1952. 448 с. с ил.

66. Многосвязные системы управления / М.В. Мееров. А.В. Ахметзянов, Я.М. Берщанский, и др. М.: Наука, 1990. - 264 с.

67. Нелинейные и импульсные автоматические системы / Под ред. В .Б. Яковлева. Л.: ЛЭТИ, 1981.

68. Новиков, И.Я. Основы теории всплесков / И.Я. Новиков, С.Б. Стечкин // Успехи математических наук. 1998. - Т. 53, № 6. - С. 9-13.

69. Новиков, Л.В. Адаптивный вейвлет-анализ сигналов / Л.В. Новиков // Научное приборостроение. 1999. - Т.9, № 2.

70. Новиков, Л.В. Основы вейвлет-анализа сигналов: Учебное пособие / Л.В. Новиков СПб.: Изд-во ООО «МОДУС+», 1999. 152 с.

71. Новицкий, П.В. Конструирование пьезоакселерометров с минимальной боковой чувствительностью / П.Д. Пресняков, М.М. Фетисов -«Приборостроение», 1960, №1, с. 15-18 с ил.

72. Основы автоматического управления / Под ред. B.C. Пугачева. -М.: Наука, 1974. —719 с.

73. Острем, К. Системы управления с ЭВМ / К. Острем, Б. Виттенмарк. М.: Мир, 1987.

74. Панасюк, В.И. Оптимальное управление в технических системах / В.И. Панасюк, В.Б. Ковалевский. З.Д. Политыко. — Мн.: Навука i тэхниса, 1990.-272 с.

75. Патент № 2188066 РФ, МКИ7 ВО 1F15/04. Способ дозирования сыпучих материалов. / В.Н. Иванец, Б.А. Федосенков, Г.Е. Иванец, Д.Л. Поздняков, Е.В. Антипов. 2003.

76. Петухов, А.П. Введение в теорию базисов всплесков / А.П. Петухов. СПб: Изд-во СПбГТУ, 1999. - 132 с.

77. Плужников, В.М. Пьезокерамические твердые схемы / В.М. Плужников, B.C. Семенов-М., «Энергия», 1971, 168 с. с ил.

78. Поздняков, Д.Л. Исследование процессов дозирования в агрегатах непрерывного действия с целью интенсификации смесеприготовления : дис. . накд. Ист. Наук : 05.18.04, 05.18.12 : защищена : / Поздняков Дмитрий Леонидович. Кемерово.

79. Построение математических моделей технологических объектов / Т.О. Жданова, Т.В. Карпенко, Б.А. Федосенков, и др. / Под ред. В.Б. Яковлева. Л.: ЛЭТИ, 1986. - 64 с.

80. Проектирование электроприводов / A.M. Вейгер, В.В. Караман, Ю.С.Тартаковский и др. Свердловск: Среднеурал. кн. изд-во, 1980. - 160 с.

81. Расчет систем управления с применением СМ ЭВМ / Под ред. В.Б. Яковлева. Л.: Изд-во ЛЭТИ, 1987.

82. Рецептуры на печенье. М.: Пищевая промышленность, 1986. -240 с.

83. Смагин, А.Г. Пьезоэлектрические резонаторы и их применение / А.Г. Смагин -М., Изд-во стандартов, 1967. 260 с. с ил.

84. Смоленцев, Н.К. Основы теории вейвлетов. Вейвлеты в MATHLAB / Н.К. Смоленцев Кемеровский госуниверситет. - Кемерово 2003.-200 с.

85. Соболь, И.М. Численные методы Монте-Карло / И.М. Соболь. -М.: Наука, 1973.

86. Современные конструкции и основы расчета смесительных аппаратов с тонкослойным движением сыпучих материалов: Обзорная информация. Серия: Хим.-фарм. пром. / А.И. Зайцев, Д.О. Бытев, В.А. Северцев и др. М.: Изд-во ЦБНТИ Мед. пром., 1984. - 23 с.

87. Туричин, A.M. Электрические измерения неэлектрических величин / A.M. Туричин, П.В. Новицкий, Е.С. Левшина Изд. 5-е, перераб. и доп. Л., «Энергия», 576с. с ил. 1975.

88. Уонэм, М. Линейные многомерные системы управления / М. Уонэм.-М.: Наука, 1980.

89. Управление смесеприготовительным агрегатом на базе вейвлет-преобразований / В.Н. Иванец, А.С. Федосенков, А.С. Назимов, А.В. Шебуков; Деп. рук. указатель ВИНИТИ «Депонированные рукописи». М., 2004. - 21 с. - Деп. в ВИНИТИ, № 2182-В2003.

90. Федосенков, Б.А. Cybernetic modelling of a mixing aggregate in the technological state space / Б.А. Федосенков, E.B. Антипов, В.Н. Иванец // Zentralblatt fur Mathematik J. Mat. Strukt. Model. 2002. - № 10.

91. Федосенков, Б.А. Научно-технические основы создания и моделирования автоматизированных систем управления непрерывными смесеприготовительными процессами.: дис. . д-р. техн. наук : 05.13.06: защищена / Федосенков Борис Андреевич. Кемерово, 2005. - 364 с.

92. Федосенков, Б.А. Процессы дозирования сыпучих материалов в емесеприготовительных агрегатах непрерывного действия обобщенная теория и анализ (кибернетический подход). / Б.А. Федосенков, В.Н. Иванец -Кемерово, КемТИПП, 2002. - 211с.

93. Хвощ, С.Т. Микропроцессоры и микроэвм: Справочник / С.Т. Хвощ. Ленинград, 1987.

94. Черноусько, Ф.Л. Оценивание фазового состояния динамических систем / Ф.Л. Черноусько. М.: Наука, 1988.

95. Чуй, К. Введение в вэйвлеты / К. Чуй. М.: МИР, 2001.

96. Шаферман, М.И. Дозирование и смешение ингредиентов комбикормов / М.И. Шаферман. М.: Колос, 1976.

97. Щупов, Л.П. Математические модели усреднения / Л.П. Щупов -М.: Недра, 1978.-225с.

98. Brogan, W.L. Modern Control Theory / W.L. Brogan. 3rd ed. -Englewood Cliffs, NJ: Prentice-Hall, 1991.

99. Cohen, Albert. Wavelets and Multiscale Signal Processing (Applied Mathematics and Mathematical Computation) / Albert Cohen. CRC Press, December 1995.-248p.

100. Coifman, R.R. Wavelet analysis and signal processing / R.R. Coifman., Y. Meyer, and M. V. Wickerhauser // Wavelets and their Applications; B. Ruskai et al, editors. Boston: Jones and Bartlett, 1992. - P. 153-178.

101. Daubechies, I. Ten lectures on wavelets / I. Daubechies. CBMS-NSF; Regional conference series in applied mathematics. - SIAM, PA, 1992.

102. DeSilva, C.W. Control Sensors and Actuators / C.W. DeSilva. -Englewood Cliffs, NJ: Prentice-Hall, 1989.

103. Guillemain, O. Characterization of acoustic signals through continuous linear time-frequency representations / 0. Guillemain and R. Kronland-Martinet // Proc. IEEE. April 1996. -Vol. 84, № 2. - P. 561-585.

104. Hernandez, E. A First Course on Wavelets / E. Hernandez and G. Weiss. New York: CRC Press, 1996.

105. Mallat, S. Matching pursuit with time-frequency dictionaries / S. Mallat and Z. Zhang // IEEE Transactions on Signal Processing. 1993. - Vol. 41, № 12.-P. 3397-3415.

106. Mallat, S. Multiresolution approximations and wavelet orthonormal bases of L2(R) / S. Mallat // Trans. Amer. Math. Soc. 1989. - Vol. 315, № 9. - P. 69-87.

107. Mallat, Stephane G. A Wavelet Tour of Signal Processing / Stephane G. Mallat. 2nd edition. - NY: Academic Press, September 1999. - 637 p.

108. Optimum smoothing of the Wigner-Ville distribution / J.C. Andrieux, M.R. Feix, G. Mourgues, P. Bertrand, B. Izrar, and V.T. Nguyen // IEEE Trans. ASSP. 1987. - Vol. 35. - P. 764-769.

109. Prasad, S.R. Probablistis mixing cell model. / S.R. Prasad // Proc. 3, Pasif. Chem. Eng. Congr. Seoul. May 8 11, 1983, v.3, p.217-222.

110. Qian, S. Signal representation using adaptive normalized Gaussian functions / S. Qian and D. Chen // Signal Proc. 1994. - Vol. 36, №1. - P. 1-11.

111. Vetterli, M. Wavelets and Subband Coding / M. Vetterli and J. Kovacevic. 1st edition. - Englewood Cliffs, NJ: Prentice-Hall, 1995. - 488 p.

112. Wavelets: time-frequency methods and phase space / J. M. Combes, A Grossmann, and P. Tchamitchian, editors. Berlin: Springer-Verlag, 1989.