автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.18, диссертация на тему:Моделирование и оптимальное размещение установок индукционного нагрева

МОДЕЛИРОВАНИЕ И ОПТИМАЛЬНОЕ РАЗМЕЩЕНИЕ УСТАНОВОК ИНДУКЦИОННОГО НАГРЕВА

Специсыыюаь: 05 13.18 - Математическое моделирование, численные

методы и комплексы программ

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Воронеж - 2005

Работа выполнена в Воронежском государственном техническом университете

Научный руководитель доктор технических наук, профессор

Питолин Владимир Михайлович

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Кононенко Константин Евгеньевич

кандидат технических наук, доцент Кобзистый Сергей Юрьевич

Ведущая организация Воронежский государственный

аграрный университет им. К.Д. Глинки

Защита состоится 13 октября 2005г. в 12 часов в конференц- зале на заседании диссертационного совета Д 212.037.01 Воронежского государственного технического университета по адресу: 394026. Воронеж, Московский просп., 14.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Воронежского государственного технического университета.

Автореферат разослан «/3» сентября 2005г.

Ученый секретарь ув^^/^ггА'^

диссертационного совета у и Питолин В.М.

узур

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуального. темы. Анализ методов и способов термической обработки материалов показывает, что одним из основных является их индукционный нагрев, ггреимущес гвом которого является быстрое обеспечение температурного режима, возможность локального нагрева, точность прохождения трассы нагрева (в сиу чае необходимости закалки строю определенной части поверхности), отсутствие вещественного загрязнения окружающей среды вредными химическими элементами. Но при этом электромагнитное загрязнение рабочей зоны является одним из основных недостатков данною метода, реализуемого на базе высокочастотных индукционных установок.

Использование данного метода обусловливает необходимость использования в соответствующих производствах таких участков индукционного нагрева, на которых было бы обеспечено минимальное воздействие электромагнитного поля (ЭМП) на операторов. Структура участков индукционного нагрева, на которых в ограниченном пространстве расположены несколько установок индукционного нагрева (УИН), определяет необходимость разработки специальных средств моделирования распределения электромагнитного поля и оптимального размещения индукционных установок в пределах производственного угапкя с целью минимизации суммарного влияния поля одновременно работающих установок. При этом задачу со стороны оптимального размещения установок индукционного нагрева в пределах конкретного > чзегка необходимо решать лак на этапе проектирования, так и в условиях реконструкции.

На основе анализа известных подходов к моделированию распредетения электромагнитного поля, наводимого одной и несколькими индукционными установками, должна быть проведена оценка возможностей использования для этих целей современных систем моделирования, разработаны оптимизационные модели и алгоритмы, учитывающие динамическое изменение характеристик поля с течением времени, которые могут быть использованы для оптимальною размещения установок в пределах участка индукционного нагрева.

Исходя из вышеизложенного актуальность темы диссертационной работы обусловлена необходимое) ью разработки специальных средств моделирования распределения электромагнитного поля в пределах производственного участка индукционного нагрева, формирования модели размещения УИН, разработкой программного обеспечения решения задач выбора проектных вариантов.

Диссертационная работа выполнена в рамках ГБ НИР 2001.01 «Автоматизация проектирования электронных и электротехнических устройств с учетом жеплуагационных воздействий» и соответствует одному из основных научных направлений Воронежского государственного технического университета «Вычислительные системы и про! раммно-аппаратные электротехнические комплексы».

//553

Цели п задачи исследования. Целью диссертационной работы является разработка математических моделей, алгоритмов и программных средств моделирования распределения электромагнитного поля позволяющих решить задачу поиска рационально! о варианта размещения установок индукгшонно! о нагрева в пределах промышленного участка.

Для достижения поставленной цели в работе определены следующие задачи исследования:

- провести анализ существующих принципов, методов и средств моделирования и ослабления электромагнитного поля:

- выполнить разработку математических моделей, позволяющих производить расчет напряженности электромагнитного поля от нескольких установок индукционного нагрева;

- предложить новую высокоэффективную модель ослабления электромагнитного поля нескольких индукционных установок на участке высокочастотного нэгрева и разработать реализующий ее метод,

- осуществить разработку алгоритмов, позволяющих решить задачу оптимального размещения установок индукционного нагрева на участке, обеспечивающих минимизацию напряженности электрической составляющей поля в заданной зоне:

разработать структуру комплекса программных средств, реализующих модели и алгоритмы оптимального размещения индукционных установок на участке высокочастотного нагрева.

Методы исследования. Полученные в работе результаты базируются на использовании основных положений теоретических основ электротехники, методов математического моделирования, оптимизации численных методов, объектно-ориентированного программирования.

Научная новизна. В диссертационной работе получены следующие результаты, характеризующиеся научной новизной:

математическая модель распределения электрической составляющей напряженности электромагнитного поля от одной и системы установок индукционного нагрева, отличающаяся возможностью учета размера и формы индуктора, сдвига фаз, магнитной проницаемости материала заготовки и ее геометрии:

модель ослабления электромагнитного поля нескольких излучателей, отличающаяся возможностью описания распределения напряженности поля в ближней зоне с учетом интерференции колебаний от квазикогерентных источников;

гибридный оптимизационный алгоритм рационального размещения установок индукционного нагрева на участке, отличающийся быстрой сходимостью и обеспечивающий снижение уровня напряженности электрической составляющей электромагнитного поля на рабочем месте за счет использования противофазного метода;

• структура специализированного программного обеспечения, отличающаяся интеграцией расчетных и оптимизационных модулей с системой МаЛСас! и позволяющая моделировать распределение

2

эчектромагни i пого поля от нескольких установок индукционного нагрева и осуществлять поиск их рационального размещения на участке индукционного нагрева.

Практическая значимость. На основе предложенных методов, моделей и алгоритмов разработана библиотека модулей моделирования участка индукционного нагрева, позволяющая осуществлять поиск оптимального размещения УИН в пределах заданного пространства участка. Ее использование позволяет сократить временные затраты на планирование участка индукционного нагрева и повысить эффективность защиты обслуживающего персонала от воздействия ЭМП.

Основные компоненты комплекса в виде системы распределения установок индукционного нагрева на участке и расчета напряженности электромагнитного поля зарегистрированы в Государственном фонде алгоритмов и программ РФ (№50500200570 и №50200200573 от 25.10.2002г.)

Ррализация и внедрение результатов работы. Результаты диссертационных исследований внедрены на Воронежском механическом заводе при проектировании участка индукционного нагрева и в учебном процессе ВГТУ на кафедре промышленной экологии и безопасности жизнедеятельности для студентов всех форм обучения радиотехнического и электротехнического профиля.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на следующих конференциях, семинарах и совещаниях: на научных конференциях профессорско-преподавательского состава ВГТУ (2000 2004г.г.); на Международной открытой конференции «Современные проблемы информатизации в технике и технологиях» (Воронеж, 2001); Всероссийских конференциях «Интеллектуальные информационные системы» (Воронеж, 2000, 2001, 2002); III Международном семинаре «Компьютерное моделирование электромагнитных процессов в физических, химических и технических системах» (Воронеж 2004); Международном семинаре «Физико-математическое моделирование систем» (Воронеж, 2004).

Публикации. По теме диссертационной работы опубликовано 14 печатных работ. В работах, опубликованных в соавторстве и приведенных в конце автореферата, лично соискателю принадлежит: [5,9.10] -классификация методов и средств защиты от ЭМП, постановка целей и задач исследования, [2,7,12] - противофазный метод защиты от ЭМП УИН, [11] - алгоритм моделирования распределения ЭМП УИН, [1,4,6] -оптимизационная модель и комплекс алгоритмов, реализующих процедуры моделирования для оптимального проектирования участка ВЧ нагрева, [3,13] - структура программных средств оптимального проектирования учас гка.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех ыав, заключения, списка литературы из 110 наименований, содержит 102 страницы, 55 рисунков, 11 таблиц.

з

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальное! ь диссертационной работы сформулированы цель и задачи исследования. отражена научная новизна и практическая значимость полученных результатов, приведено краткое содержание диссертации по I лавам.

13 первой главе для решения задач диссертационного исследования проведен анализ источников электромагнитного излучения, применяемых в промышленности для индукционного нагрева. Определены варианты нормирования с учетом особенностей использования УИН в производстве Выбраны и обоснованы критерии для моделирования и оценки эффективности получаемых результатов.

На основе анализа еде пан вывод о необходимости разработки модели распределения пел я отражающей специфику моделирования рационального размещения УИН и обеспечивающей возможность получения результатов, удовлетворяющих требованиям ГОСТ 12.1.006-84 (Электрические поля промышленной частоты. Допустимые уровни напряженности и требования к проведению контроля на рабочих местах).

Проанализированы возможности наиболее известных программных систем, позволяющих производить моделирование распределения ЭМП в пространстве с различными параметрами источников и конфигурацией излучателей. Электродинамические пакеты прикладных программ можно разделить на два класса: дорогостоящие профессиональные симуляторы, предназначенные для работы на мощных рабочих станциях стоимостью до нескольких миллионов долларов и прикладные программы для малых и средних предприятий, работающих с малыми объемами исходных данных на вычислительной технике среднего класса со стоимостью несколько десятков тысяч долларов. Отмечено, что модели, используемые для описания распределения ЭМП носят общетеоретический характер и не ориентированы на решение прикладных задач анализа и взаимного влияния излучения УИН с целью его минимизации.

На основе анализа существующих источников излучения, используемых в промышленности для индукционного нагрева, поставлена задача создания математической модели для расчета ЭМП от одной и нескольких УИН. Определены пути формирования оптимизационной модели для решения задачи рациональною размещения УИН на участке индукционного нагрева.

Во второй 1лаве предложена и обоснована возможность моделирования распределения ЭМП от УИН, работающих на частоте 440 кГц, в пространстве при помощи точечного источника, исходя из формы и размеров используемых индукторов, длины волны и минимального удаления оператора от индуктора.

л

В работе предложена модель анализа ЭМП в непосредственной близости о г излучателя (ближней зоне). За основу взята система уравнений Максвелла:

„ 1 за \п.

гот—- = -— |, (1)

с а с

¿М> = 4яр, (2.)

_ 1 ¿В

го?Е н----= 0 ГЗЧ

с а

гЛ>В=-0, (4)

I не: Е и О - векторы напряженности и индукции электрического поля, Н и В - векторы напряженности и индукции магнитного поля, ] - вектор плотности тока.

При численной реализации модели проведена ее трансформация в удобную для задания и расчета на языке математического моделирования форму. Компоненты вектора напряженности Е в сферической системе координа! представляются следующим образом:

£' = ^'2 C0SW (? + ^ j' еХр(~''' Г)> (5> i i-к, {ко У

( . , Í, \г \

'-J¿------ч»/«». _ +

г3 г1

ч /

exp{-i-К г)

(6)

i-4>r(2j£Ke

При переходе к декартовой системе координат, совмещенной с осью произвольно выбранного базового диполя, и суммировании полей от множества вибраторов (точек излучения индуктора) необходимо учитывать вращение системы координат. Оно описывается полученным в ходе преобразования выражением:

£, - (г, в, ф, i) ■ eos (a,) - Ed (г, 9, ф, i) ■ sin(ar,)

Ey(= Еу1(г,в,ф, г) ^ (7J

E2 = £г, (r, <9, ф, i) • eos {a,) - Ex, (r, 9, ф, i) ■ sin^) где' г- расстояние от центра индуктора до наблюдаемой точки, i • номер источника, б - угол места в сферической системе координат.

Для расчета напряженности ЭМП oí индуктора УИН с учетом его параметров выведено выражение:

2 г

где: г- расстояние от центра индуктора до наблюдаемой точки, i - номер исючника, 0 • угол места в сферической системе координат, f- частота источника, N - количество витков индукюра, R - радиус индуктора.

На основе предложенной модели проведена оценка зависимости напряженности ЭМП от формы и размеров используемого индуктора. Выведена зависимость эффективной магнитной проницаемости сердечника 01 его размеров и относительной ма1 нитной проницаемопи

Расчет производится по выражению (9) при условии, что

тал /

[де: А длина сердечника. А

А,

и по выражению (10), если I ~

I

>- 10

наружный диаметр сердечника.

(иА

т

А.

А

+ 1

Мзфф -

- 0.0:

-I 1

/

А,

+ 1.8

(9)

(10)

где: /и„ - вычисляется по формуле (11) при условии Н> 4-101 и но формуле (12), если Яч4-103.

5-Ю5 - (я)"0 894__

(П)

Мп ="

1 + 0.84

А,

I.

Ип

■ [5 • 1 о5 • (я)1

Airan _

1

1 + 0.84

А

I

(12)

Полученные выражения позволяют учесть зависимость напряженности поля в ближней зоне от геометрических размеров и магнит ной проницаемости заготовки.

Предложена математическая модель, обосновывающая оригинальный противофазный метод ослабления напряженности ЭМП от нескольких УИН, основанный на интерференции излучений от когерентных источников. Суть метода состоит во взаимном наложении и снижении напряженности ЭМП от нескольких УИН.

Излучающим элементом УИН является индуктор. Сдвиг фазы возможно осуществлять посредством фазовращающих цепочек. Сдвиг фазы на 180° преобразует сигнал в инверсионный. Инверсионный сигнал на промышленных УИН можно получить при помощи переключения полярности подводящего кабеля.

На основе проведенных исследований сделан вывод о том, что подключение двух индукторов целесообразно производиib к одному генератору: это один из наиболее простых методов создания ко1ерентны\ источников, при этом отпадает необходимость в синхронизации

б

ггнераюров по частоте и фазе колебаний для получения когерентных излучений.

Дня обоснования предложенного метода в работе выбраны две когерентные электромагнитные волны одинаковой амплитуды, исходящие из источников Их и И2 (рис. 1).

Пусть вектор Е направлен перпендикулярно плоскости рисунка. Тогда амплитуды колебаний в точке М, вызываемые волнами первого и второго излучателей, выражаются соотношениями:

где: 5,, 52 - амплитуды электрической составляющей ЭМП соответственно от источников И1 и Я2; ¿ь ¡4 - расстояния до точки М от источников; А. -длина волны, <р - начальная разность фаз. Складываясь в точке М, колебания дадут следующую электрическую составляющую ЭМП:5 = 5'|+Хг.

Для ЭМП, как и для других волновых процессов, характерно явление интерференции. Возникновение интерференционных картин вызвано наличием двух и более источников электромагнитного излучения. В процессе распространения поля фиксируется момент времени, в котором значение амплитуды ЭМП по £ будет равно

М

Рис. 1. Графическая иллюстрация противофазного метода

(14)

(13)

2-Х

2

2 * . (15)

Модель (15), (16) обусловливает равенство напряженности электрической составляющей ЭМП в точке М, нулю при с!\=с11 и сдвиге фазы у - п

В третьей главе1 для решения задачи оптимального проектирования участка ВЧ нагрева проведен анатиз технологических ограничений при рациональном размещении УИН. в результате которого выбраны пределы расстояний между уоановками, индукторами, рабочими местми; опредепены допустимые пределы изменения высоты распопожения индуктора с учетом особенностей УИИ.

В качестве целевой функции оптимизационной задачи размещения УИН на участке индукционного нагрева предложена функция приемлемого риска Р„р:

-й ■ТМ^'УгЬ'У^тт^^:'Q:\O7)

м 1 и^.а

где: = IV, {х1,у]),С1 ,>',), п- количество рабочих мест, ш -

количество источников излучения, {xJ,yJ) координаты точек размещения УИН, (-*,, у,) координаты точек размещения рабочих мест; Q, - экономические затраты, обусловленные экептуатацией источника излучения, к - коэффициент сложности условий груда. - энергетическая нагрузка в точке (х,,у,) от ] го индуктора, расположенного в точке

х„у, х^у, гО, (18)

где О - технологические ограничения.

je{N},ie{N}, (19)

где N - множество точек возможного размещения УИН на заданном участке;

\а<х) <Ь, [я сх, <Ь,

х«у>\с<у,<(20)

где; а,Ь - предельные размеры участка но координате х, с,<3 - предельные размеры участка по координате у.

Алгоритм поиска оптимального расположения связок «рабочее место - индуктор», начиная со второго шага, основан на гибридном использовании метода золотого сечения и метода «ветвей и границ» Выбор метода золотого сечения основан на его возможности быстрого достижения результата и поиске локального минимума с плавным изменением функции, метод «ветвей и границ» - по причине быстрого достижения результата на задачах малой размерност и.

Решение задачи начинается с определения неразрывной связки К, ) становки с рабочим местом, при этом задается усредненное расстояние I,

между ними которое остается без изменения на всех этапах моделирования Координатами в поте участка для связки являются координаты рабочего места. Для моделирования определены восемь исправлений вошожного расположения индуктора относительно рабочего места, чю позволяет повысить точность моделирования Для каждой связки вводится массив возможною направления индуктора Р, который отраничивагг возможные направления расположения индуктора 01 8 до ! и любом сочетании. Пример заполнения Р для связки приведен ниже.

В центре находится рабочее месю, единицами обозначается возможный вариант размещения индуктора, нулями обозначается запрещенный вариант размещения индуктора.

Для каждой связки К] задается область возможного размещения £) в пределах выделенной зоны участка индукционного нагрева 01.

На первом лапе размещения УИН определяется список Я, в который входят все К,, отсортированные в порядке убывания радиуса езнитарно-защитной зоны для установки в связке Кг Область, выделенная для компоновки участка индукционного нагрева 01, разбивается на зоны Т, для размещения связок к,', размер зоны соответствует, или кратен, трем шагам координатной сетки Каждой зоне Т, лицо, принимающее решение (ЛИР), назначает весовой коэффициент, который является численным выражением приоритетности заполнения связками К,. Весовой коэффициент является целочисленным и неповторяющимся для области 01.

Первоначальное размещение связок К, (первый шаг алгоритма) производится последовательной расстановкой их по порядку, определенному в списке 5. Первый шаг повторяется до момеша размещения всего списка 5.

Второй ша! • поиск перспективных ветвей при помощи алгоритма ветвей и границ, зондирование производится по допустимым направлениям вращения УИН вокруг рабочего места.

Третий ша1 по методу золотого сечения определяется новое месторасположение связки в выбранных ветвях.

Четвертый шаг - повтор шагов два и три до получения оптимального результата, определяемого по значению целевой функции.

Структура алгоритма приведена на рис. 2.

X

О

Рис. 2. Укрупненная структура алгоритма оптимального размещения связок на участке индукционного нафева

Четвертая глава посвящена разработке информационных и программных средств процедур моделирования и оптимального размещения УИН на участке высокочастотного нагрева.

Разработана структура специализированного программного обеспечения, отличающаяся интеграцией расчетных и оптимизационных модулей с системой МаШСас!, позволяющего моделировать распределение ЭМП от нескольких УИН и осуществляв поиск их рационального размещения на участке индукционного нагрева.

Структура прем раммного обеспечения приведена на рис. 3.

Рис. 3. Модульная структура программного обеспечения

Для интерактивного взаимодействия пользователя с содержательными компонентами программного обеспечения разработан алгоритм, реализующий последовательность этапов достижения результат а, который приведен на рис. 4.

Первый шаг - задание и корректировка исходных данных. Второй шаг • проведение расчет ЭМП для каждой УИН. Третий ша! проведение первоначальной расстановки УИН и рабочих мест.

Четвертый шаг - реализация алгоритма оптимизации. Пятый шаг - визуализация плана участка, формирование выходных файлов, сохранение результата.

Рис. 4. Алгоритм взаимодействия пользователя с содержательными компонентами программного комплекса

Информационное обеспечение программного комплекса включает в гебя модули следующих данных: параметров индуктора, параметров рабочего места, параметров зоны допустимого размещения, геометрических параметров цеха, зон приоритетного размещения УИН, параметров связок "рабочее место - индуктор".

Структура сто обьекгно-ориентированной базы данных приведена на рис. 5.

7 диаметр ИНДУП орл

1 шиичестео витьов

1 ОШ ЬНТХл

'> рабочая ^стота

п рабочий ток

рели* работы

П модель ЭМГТ

к0срДИНй1М

ПДЧ

режим работы Коэффициент С10/"Н0СТИ успоотй труд г

коорзяноты» улоченнернАтегй места от индуктора 1Ш1>тгор рабочее мгего 5 зона допустимого размещения

Т котичествоупов 2 координаты мнпгоутппьетяса

( координаты неча 2 чены приоритетного размещения связка

1 котичеаво >т-юь

2 июординаты миги оугольнтга

I--

Рис. 5 Структура объектно-ориентированной базы данных

Для оценки адекватности разработанных моделей, алгоритмов и реализующих их программных средств по расчету распределения О МП разработана экспериментальная установка с возможностью проведения исследований распределения поля на п. оскости от двух источников в синфазном и противофазном режимах включения.

На базе этой установки были проведены натурные эксперименты на реальных установках индукционного нагрева и произведено сравнение их результатов с данными расчета напряженности электромагнитного попя. В качестве исходных расчетных данных взяты параметры реальных индукционных установок. По результатам моделирования и проведения эксперимента построены графики зависимостей напряженности поля от расстояния (рис. 6).

Анализ зависимость показывает, что при расстоянии 0.2 м и более расчетная и экспериментальная кривые практически совпадают, это говорит о достоверности разработанной математической модели для этого \частка пространства На участке 0.1-0 2 м видно значительное расхождение результата (-50%). Это объясняется геометрическими

размерами ашенны, используемой в измерительном приборе, которые соизмеримы с удалением о г источника излучения, в пределах которого получена погрешность. По техническим характеристикам измерительного прибора, используемого в эксперименте, полученное отклонение от расчетного значения на мапых расстояниях от источника излучения обусловлено его инструментальной погрешностью.

Е, В/м 0,16 -

0,1 0,2 0,3

- - Е экспериментальная

0,4 0,5

-- (- расчетная

0,6 1.,м

Рис. 6. Экспериментальная и расчетная зависимости Г' от расстояния до средней точки 2-х УИН на частоте 440кГц

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

1. Проведен сравнительный анализ возможностей существующих программных комплексов и систем, позволяющих решать задачи моделирования распределения ЭМП, на его основе обоснована необходимость создания специализированного программного комплекса, ориентированного на решение поставленных задач.

?. Разработана математическая модель для расчета распределения ЭМП от одной и нескольких УИН, удобная для численной реализации и позволяющая учитывать геометрические размеры, форму индуктора и магнитную проницаемость нагреваемого материала.

3. Предложена модель ослабления электромагнитного поля нескольких излучателей, отличающаяся возможностью описания распределения напряженности поля в ближней зоне с учетом интерференции колебаний от квазикогерентных источников.

А. В качестве цепевой функции оптимизационной задачи при разработке участка индукционного нагрева предложена функция

приемлемого риска, позволяющая снизить экономические затраты и напряженность поля па рабочих метах.

5 Разработан гибридный оптимизационный алгоритм рационального размещения установок индукционного нагрева на участке, отличающийся быстрой сходимостью и обеспечивающий снижение уровня напряженности электрической составляющей электромагнитно! о поля на рабочем месте за счет использования противофазного метода.

6. Для функционирования программного комплекса проектирования участка индукционного нагрева сформирована структура данных, обеспечивающая удобное информационное взаимодействие программных модулей на различных этапах моделирования распределения ЭМГ! от одной и нескольких УИН и поиска рационального размещения УИН на участке.

7 Разработано специализированное программное обеспечение, реализующее предложенные модели распределения ЭМП от одной и нескольких УИП и алгоритмы рационального проектирования участка ВЧ нагрева.

Разработанное программное и информационное обеспечение внедрено на Воронежском механическом заводе при реконструкции участка индукционно) о нагрева и используется в учебном процессе ВГТУ на кафедре промышленной экологии и безопасности жизнедеятельности. Программные средства комплекса зарегистрированы в Государственном фонде алгоритмов и программ РФ.

Основные результаты диссертации опубликованы в следующих

работах:

1. Шамаев Н.В., Питолин В.М., Федоров М.Н. Моделирование оптимального размещения установок индукционного нагрева на участке промышленного предприятия // Вестник Воронеж, гос. техн. ун-та. Сер. САПР и системы автоматизации производства. 2002. Вып. 3.2. С. 26-28.

2. Защита рабочих от электромагнитного излучения включением индукционных установок в режиме противофазы. / Н.В. Шамаев, В.М. Питолин, М.Н Федоров, Ю.Г. Пастернак. //Наука производству М.: НТП «Визаж-Центр» 2002. № 5.С. 59-62.

3. Шамаев Н.В., Питолин В М., Федоров М.Н. Компьютерное моделирование электромагнитно!о поля при оптимальном проектировании участка ВЧ нагрева // Компьютерное моделирование электромагнитных процессов в физических, химических и технических системах: Материалы 3 Междупар. семинара. Воронеж, 2004. С. 189-192.

4. Шамаев Н.В., Пиюлин В.М. Обоснование целевой функции в задаче оптимального планирования участка высокочастотного нагрева // Интеллектуальные информационные системы • Труды Всерос. конф. Воронеж:, 2002. 4.2. С. 6-7.

5. Шамаев Ы.В.. Пиюлин В.М., Федоров МП. Анализ методов и средств защиты о г Э\4Н промышленной установки // Высокие технологии в технике, медицине, лсономике и образовании: Межвуз. сб. науч. тр. Воронеж: ВГТУ, 2000. Ч. 3. С. 77-81.

6. Шамаев Н.В., Питолип В.М., Федоров М.Н. Алгоритмы и программные средства моделирования участка ВЧ нагрева // Физико-математическое моделирование систем: Материалы Междунар. семинара. Воронеж, 2004. С. 215-216.

7. Шамаев Н.В., Питолин В.М., Федоров М.Н. Использование противофазного метода защиты от ЭМП // Интеллектуальные информационные системы : Труды Всерос конф. Воронеж, 2001. Ч. 2. С". 10.

8. Шамаев Н.В. Обоснование возможности моделирования установки индукционного нагрева точечным источником // Современные проблемы информатизации в технике и технологиях: Труды 6-ой Междунар. открытой конф., 2001. С. 29.

9. Шамаев Н.В., Питолин В.М., Федоров М.Н. Прогнозирование распределения поля установки индукционного нагрева // Интелектуальные информационные системы : Труды Всерос. конф. Воронеж, 2000. Ч. 1. С. 59.

10. Шамаев Н.В., Питолин В.М., Федоров М.Н. Опгимизация выбора методов и средств защиты от ЭМП установок индукционного нагрева // Интеллектуальные информационные системы : Труды Всерос. конф. Воронеж, 2000. Ч. 1. С. 68.

11. Шамаев Н.В., Питолин В.М.. Федоров М.Н. Алгоритм прогнозирования распределения электромагни i hoi о поля индукционной установки // Высокие технологии в технике, медицине, экономике и образовании: Межвуз. сб. науч. тр. Воронеж: ВГТУ, 2000. Ч. 3. С. 141-146.

12. Противофазный метод защиты от ЭМП индукционной установки. / Н.В. Шамаев, В.М. Пиюлин, М.Н. Федоров, Ю.1. Пастернак. // Высокие технологии в технике, медицине, экономике и образовании: Межвуз. сб. научн. тр. Воронеж: ВГТУ, 2001. Ч. 3. С. 70-76.

13. Шамаев Н.В., Питолин В.М., Федоров М.Н. Система распределения установок индукционного нагрева на участке индукционного нагрева// Государственный фонд алгоритмов и программ РФ, № 50200200570 ог 25.10.2002.

14. Шамаев Н.В. Подсистема расчета напряженности электромагнитного поля от точечного источника// Государствший^Рфонд алгоритмов и программ РФ, № 50200200573 от 25.10.2002.^^/

Подписано в печать 13 09 2005 /

Формат 60х84х 16 Бума! а для множительных аппарагоя^^ Услпсчл 1,0 Тираж 90 эк! Заказ № tyflf

Воронежский государственный Технический университет 394026 Воронеж, Московский просп, 14

И6 9 42

РНБ Русский фонд

2006-4 11563

Введение

1. Анализ принципов и методов моделирования процедур оптимального проектирования промышленных участков высокочастотного нагрева.

1.1. Классификация принципов, методов и средств моделирования электромагнитного поля промышленных установок.

1.2. Анализ и нормирование параметров электромагнитного излучения источников.

1.3. Обзор характеристик и возможностей программных систем моделирования распределения ЭМП.

1.4. Цельи задачи исследования.

2. Разработка моделей и методов прогнозирования распределения

ЭМП на участке высокочастотного нагрева.

2.1. Обоснование возможности моделирования ЭМП установки индукционного нагрева точечным источником.

2.2. Разработка процедур прогнозирования распределения ЭМП установок индукционного нагрева.

2.3. Моделирование зависимости электрической составляющей электромагнитного поля от геометрических размеров и формы индуктора.

2.4. Моделирование зависимости электрической составляющей электромагнитного поля от магнитной проницаемости сердечника.

2.5. Противофазный метод компенсации электромагнитных полей установок индукционного нагрева. 43 Основные выводы второй главы.

3. Оптимизация проектирования промышленного участка ВЧ на базе установок индукционного нагрева.

3.1. Анализ технологических ограничений при оптимальном планировании участка ВЧ нагрева.

3.2. Выбор и обоснование функции приемлемого риска как целевой функции оптимизационной задачи. 57 3.3. Разработка алгоритма рационального планирования участка ВЧ нагрева.

Актуальность темы. Анализ методов и способов термической обработки материалов показывает, что одним из основных является их индукционный нагрев, преимуществом которого является быстрое обеспечение температурного режима, возможность локального нагрева, точность прохождения трассы нагрева (в случае необходимости закалки строго определенной части поверхности), отсутствие вещественного загрязнения окружающей среды вредными химическими элементами. Но при этом электромагнитное загрязнение рабочей зоны является одним из основных недостатков данного метода, реализуемого на базе высокочастотных индукционных установок.

Использование данного метода обусловливает необходимость использования в соответствующих производствах таких участков индукционного нагрева, на которых было бы обеспечено минимальное воздействие электромагнитного поля (ЭМП) на операторов. Структура участков индукционного нагрева, на которых в ограниченном пространстве расположены несколько установок индукционного нагрева (УИН), определяет необходимость разработки специальных средств моделирования распределения электромагнитного поля и оптимального размещения индукционных установок в пределах производственного участка с целью минимизации суммарного влияния поля одновременно работающих установок. При этом задачу со стороны оптимального размещения установок индукционного нагрева в пределах конкретного участка необходимо решать как на этапе проектирования, так и в условиях реконструкции.

На основе анализа известных подходов к моделированию распределения электромагнитного поля, наводимого одной и несколькими индукционными установками, должна быть проведена оценка возможностей использования для этих целей современных систем моделирования, разработаны оптимизационные модели и алгоритмы, учитывающие динамическое изменение характеристик поля с течением времени, которые могут быть использованы для оптимального размещения установок в пределах участка индукционного нагрева.

Исходя из вышеизложенного актуальность темы диссертационной работы обусловлена необходимостью разработки специальных средств моделирования распределения электромагнитного поля в пределах производственного участка индукционного нагрева, формирования модели размещения УИН, разработкой программного обеспечения решения задач выбора проектных вариантов.

Диссертационная работа выполнена в рамках ГБ НИР 2001.01 «Автоматизация проектирования электронных и электротехнических устройств с учетом эксплуатационных воздействий» и соответствует одному из основных научных направлений Воронежского государственного технического университета «Вычислительные системы и программно-аппаратные электротехнические комплексы».

Цели н задачи исследования. Целыо диссертационной работы является разработка математических моделей, алгоритмов и программных средств моделирования распределения электромагнитного поля, позволяющих решить задачу поиска рационального варианта размещения установок индукционного нагрева в пределах промышленного участка.

Для достижения поставленной цели в работе определены следующие задачи исследования:

- провести анализ существующих принципов, методов и средств моделирования и ослабления электромагнитного поля;

- выполнить разработку математических моделей, позволяющих производить расчет напряженности электромагнитного поля от нескольких установок индукционного нагрева;

- предложить новую высокоэффективную модель ослабления электромагнитного поля нескольких индукционных установок на участке высокочастотного нагрева и разработать реализующий ее метод;

- осуществить разработку алгоритмов, позволяющих решить задачу оптимального размещения установок индукционного нагрева на участке, обеспечивающих минимизацию напряженности электрической составляющей поля в заданной зоне;

- разработать структуру комплекса программных средств, реализующих модели и алгоритмы оптимального размещения индукционных установок на участке высокочастотного нагрева.

Методы исследования. Полученные в работе результаты базируются на использовании основных положений теоретических основ электротехники, методов математического моделирования, оптимизации, численных методов, объектно-ориентированного программирования.

Научная новизна. В диссертационной работе получены следующие результаты, характеризующиеся научной новизной: математическая модель распределения электрической составляющей напряженности электро,магнитного поля от одной и системы установок индукционного нагрева, отличающаяся возможностью учета размера и формы индуктора, сдвига фаз, магнитной проницаемости материала заготовки и ее геометрии; модель ослабления электромагнитного поля нескольких излучателей, отличающаяся возможностью описания распределения напряженности поля в ближней зоне с учетом интерференции колебаний от квазикогерентных источников; гибридный оптимизационный алгоритм рационального размещения установок индукционного нагрева на участке, отличающийся быстрой сходимостью и обеспечивающий снижение уровня напряженности электрической составляющей электромагнитного поля на рабочем месте за счет использования противофазного метода;

- структура специализированного программного обеспечения, отличающаяся интеграцией расчетных и оптимизационных модулей с системой MathCad и позволяющая моделировать распределение электромагнитного поля от нескольких установок индукционного нагрева и осуществлять поиск их рационального размещения на участке индукционного нагрева.

Практическая значимость. На основе предложенных методов, моделей и алгоритмов разработана библиотека модулей моделирования участка индукционного нагрева, позволяющая осуществлять поиск оптимального размещения УИН в пределах заданного пространства участка. Ее использование позволяет сократить временные затраты на планирование участка индукционного нагрева и повысить эффективность защиты обслуживающего персонала от воздействия ЭМП.

Основные компоненты комплекса в виде системы распределения установок индукционного нагрева на участке и расчета напряженности электромагнитного поля зарегистрированы в Государственном фонде алгоритмов и программ РФ (№50200200570 и №50200200573 от 25.10.2002г.)

Реализация и внедрение результатов работы. Результаты диссертационных исследований внедрены на Воронежском механическом заводе при проектировании участка индукционного нагрева и в учебном процессе ВГТУ на кафедре промышленной экологии и безопасности жизнедеятельности для студентов всех форм обучения радиотехнического и электротехнического профиля.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на следующих конференциях, семинарах и совещаниях: на научных конференциях профессорско-преподавательского состава ВГТУ (2000-2004г.г.); на Международной открытой конференции «Современные проблемы информатизации в технике и технологиях» (Воронеж, 2001); Всероссийских конференциях «Интеллектуальные информационные системы» (Воронеж, 2000, 2001, 2002); III Международном семинаре «Компьютерное моделирование электромагнитных процессов в физических, химических и технических системах» (Воронеж 2004); Международном семинаре «Физико-математическое моделирование систем» (Воронеж, 2004).

Публикации. По теме диссертационной работы опубликовано 14 печатных работ. В работах, опубликованных в соавторстве и приведенных в конце автореферата, лично соискателю принадлежит: [96, 99, 102] -классификация методов и средств защиты от ЭМП, постановка целей и задач исследования, [97, 100, 101] - противофазный метод защиты от ЭМП УИН, [94] - алгоритм моделирования распределения ЭМП УИН, [91, 92, 95] - оптимизационная модель и комплекс алгоритмов, реализующих процедуры моделирования для оптимального проектирования участка ВЧ нагрева, [93, 98] — структура программных средств оптимального проектирования участка.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы из 110 наименований, содержит 102 страницы, 55 рисунков, 11 таблиц.

Основные выводы четвертой главы.

1. Для функционирования программного комплекса моделирования участка индукционного нагрева разработана структура данных, обеспечивающая удобное информационное взаимодействие программных модулей на различных этапах моделирования, основу которой составляют блоки: ввод параметров УИН; ввод параметров рабочих мест; ввод параметров цеха; определение взаимосвязи между рабочими местами и установками; корректировка ограничений и ввод норм согласно ГОСТ [26]; определение приоритетности зон размещения УИН; моделирование распределения ЭМП; моделирование размещения УИН.

2. Разработаны программные процедуры моделирования участка индукционного нагрева, позволяющие осуществлять поиск наиболее выгодных позиций размещения УИН в пределах выделенного пространства участка с учетом реализации условия минимума функции приемлемого риска.

3. Анализ эффективности средств моделирования участка индукционного нагрева подтвердил целесообразность предложенных методов для оптимизации размещения УИН.

4. Анализ результатов моделирования ЭМП от УИН показал хорошую сходимость с экспериментальными данными, полученными в результате проведения натурного эксперимента на УИН.

101

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. На основе анализа существующих источников ЭМИ излучения, используемых в промышленности для индукционного нагрева, принципов нормирования их ЭМП сформулирована задача создания математической модели для расчета ЭМП от одной и нескольких УИН.

2. Проведен сравнительный анализ возможностей существующих программных комплексов и систем, позволяющих решать задачи моделирования распределения ЭМП, на его основе обоснована необходимость создания специализированного программного комплекса, ориентированного на решение поставленных задач.

3. Разработана математическая модель для расчета распределения ЭМП от одной и нескольких УИН, удобная для численной реализации и позволяющая учитывать геометрические размеры, форму индуктора и магнитную проницаемость нагреваемого материала.

4. Предложена модель ослабления электрического поля УИН, основанная на интерференции электромагнитных колебаний, обоснована ее эффективность и возможность использования в промышленности при проектировании участка ВЧ нагрева.

5. Предложена и обоснована функция приемлемого риска как целевая функция оптимизационной задачи при разработке участка индукционного нагрева.

6. Разработан гибридный оптимизационный алгоритм рационального размещения УИН на участке индукционного нагрева, реализованный с использованием противофазной модели минимизации электрической составляющей напряженности ЭМП.

7. Для функционирования программного комплекса проектирования участка индукционного нагрева разработана структура данных, обеспечивающая удобное информационное взаимодействие программных модулей на различных этапах моделирования распределения ЭМП от одной и нескольких УИН и поиска рационального размещения УИН на участке.

8. Структура разработанного специализированного программного обеспечения, реализующего предложенные модели распределения ЭМП от одной и нескольких УИН и алгоритмы рационального проектирования участка ВЧ нагрева.

Разработанное программное и информационное обеспечение внедрено на Воронежском механическом заводе при реконструкции участка индукционного нагрева и используется в учебном процессе ВГТУ на кафедре промышленной экологии и безопасности жизнедеятельности. Программные средства комплекса зарегистрированы в Государственном фонде алгоритмов и программ РФ.

1. Автоматизация схемотехнического проектирования / В.Н. Ильин, В.Т. Фролкин, А.И. Бутко и др.; Под ред. В.Н. Ильина. М.: Радио и связь, 1987.368 с.

2. Алферова З.В. Теория алгоритмов. М.: Статистика, 1973. 164 с.

3. Апполонский С.М. Расчет электромагнитных экранирующих оболочек. Л.: Энергоиздат, 1982. 144 с.

4. Schulze D., Andre W. Numerisce Berechnung von Querfeldinduktoren//Wiss. Zeitschrift TH Ilmenau. 1980. №26. H. 3. S. 103116.

5. Асташкин В.П. Надежность и техногенный риск: Учеб. пособие, оронеж: Воронеж, гос. техн. ун-т, 2002. С. 127.

6. Баас Р., Фервай М., Понтер X. Delphi 4: Полное руководство / Под ред. А. Шевцова. Киев: BHV, 1998. 800 с.

7. Бабат Г.И. Индукционный нагрев металлов и его промышленное применение . М-Л.: Энергия, 1974. 112 с.

8. Батищев Д.И. Поисковые методы оптимального проектирования. М.: Сов. Радио, 1975. 216 с.

9. Батищев Д.И., Львович Я.Е., Фролов В.Н. Оптимизация в САПР. Воронеж: Изд-во ВГУ, 1997. 416 с.

10. Батищев Д.М. Методы оптимального проектирования. М.: Радио и связь, 1984. 248 с.

11. Бахтин Б.И. Автоматизация в проектировании и производстве печатных плат радиоэлектронной аппаратуры. Л.: Энергия, 1979. 120 с.

12. Безопасность жизнедеятельности: Краткий конспект лекций для студентов всех специальностей / Под ред. О.Н. Русака. Л.: , 1991. 93 с.

13. Бессонов Л.А. Теоретические основы электротехники. М.: Высш. шк., 1984. 273 с.

14. Бинс К., Лауренсон П. Анализ и расчет электрических и магнитных полей. М.: Энергия, 1970. 352 с.

15. Вайнштейн Л.Л. Электромагнитные волны. 2-е изд., перераб. и доп. М.: Радио и связь, 1988. 440 с.

16. Влияние электромагнитных полей радиочастот на человека / Думанский. и др. Киев, 1975. 230 с.

17. Воздействие на организм человека опасных и вредных экологических факторов. Метрологические аспекты: В 2 т. /Под ред. Л.К. Исаева. М.: ПАИМС, 1997. Т. 1. 512 с.

18. Вологдин В.П. Поверхностная индукционная закалка. М.: Оборонгиз, 1947. 67 с.

19. Высокочастотный нагрев диэлектрических материалов / Г.С. Княжевская, М.Г. Фирсова, Р.Ш. Килькеев; Под ред. A.M. Шамова. 2-е изд., перераб. доп. Л.: Машиностроение. Ленингр. отд-ние, 1989. 64 с.

20. Вычислительные методы в электродинамике / Под ред. Р.у

21. Миттры. М.: Мир, 1997. 485 с.

22. Ганн Л. Инструментальные средства автоматизации проектирования, обеспечивающие параллельную работу над проектами // Электроника. 1990. №7. С. 58-61.

23. Гибкое автоматизированное производство / В.О. Азбель, В.А. Егоров и др.; Под общ. Ред. С.А. Майорова, Г.В. Орловского, С.Н. Халкинова. 2-е изд., перераб и доп. Л.: Машиностроение. Ленингр. отд-ние, 1985.454 с.

24. Гигиеническое нормирование факторов производственной среды и трудового процесса / Под ред. Н.Ф. Измерова, А.А. Каспарова. АМН СССР. М.: Медицина, 1986. 240 с.

25. Глуханов Н.П. Физические основы высокочастотного нагрева // Библиотека высокочастотника-термиста. 4-е изд. -Л.: Машиностроение, 1979. Вып. 1. 58 с.

26. ГОСТ 12.1.002.-84. Электрические поля промышленной частоты. Допустимые уровни напряженности и требования к проведению контроля на рабочих местах.

27. ГОСТ 12.1.006.-84. Электрические поля промышленной частоты. Допустимые уровни напряженности и требования к проведению контроля на рабочих местах.

28. Демирчан К.С. Моделирование магнитных полей. М. Л.: Энергия, 1974. 420 с.

29. Демирчан К.С., Чечурнн B.J1. Машинные расчеты электромагнитных полей. М.: Высш. шк., 1986. 385 с.

30. Долге Н.В., Юркевич А.Я. Заболеваемость с временной утратой трудоспособности. М.: Медицина, 1984. 182 с.

31. Дульнев Г.Н., Парфенов В.Г., Сигалов А.В. Методы расчета тепловых режимов приборов. М.: Радио и связь, 1990. 312 с.

32. Емельянов С.В., Наппельбаум Э.Л. Методы исследования систем. 1. Логика рационального выбора. Техническая кибернетика //Итоги науки и техники. 1976. Вып. 8. С. 5-101.

33. Закон РФ "О промышленной безопасности опасных производственных объектов" от 20.06.1997 //Безопасность труда в промышленности. 1997. №10. С.52-58.

34. Измеров Н.Ф. Руководство по профессиональным заболеваниям. М.: Медицина, 1983. 318 с.

35. Имитационное моделирование производственных систем / Под общ. ред. чл.-кор. АН СССР А.А. Вавилов. М.: Машиностроение Берлин: Техника, 1983.416 с.

36. Каден Г. Электромагнитные экраны в высокочастотной технике и технике электросвязи. Л.: Госэнергоиздат, 1957. 327с.

37. Казьми В.Е., Немков B.C., Немков С.С. Экспериментальное исследование распределения мощности по длине загрузки при индукционном нагреве //Электротехническая промышленность. Электротермия. 1980. Вып. 2 (210). С. 9-11.

38. Карташов Э.М. Аналитические методы в теории теплопроводимости твердых тел. М.: Высш. шк., 1985. 480 с.

39. Кастро X., Хугсрхыос П. Средства автоматизации обеспечивают практическую реализацию принципа параллельного проектирования //Электроника. 1991. №1. С. 39-48.

40. Кейвин Р.К., Хильберт Дж.Л. Проектирование интегральных схем: Направления и проблемы // ТИИЭР. 1990 № 2. С. 213-235.

41. Кемепн Дж., Снелл Дж., Томпсон Дж. Введение в конечную математику: Пер. с англ. М.: Мир, 1965. 486 с.

42. Конструирование РЭС / В.Б. Пестряков, Г.Я. Аболтинь-Аболинь, Б.Г. Гаврилов, В.В. Шерстнев; Под ред. В.Б. Пестрякова. М.: Радио и связь, 1992. 432 с.

43. Корбут А.А., Финкельштейн Ю.Ю. Дискретное программирование / Под ред. Д.Б. Юдина. М.: Наука, 1969. 368 с.

44. Корн Г., Корн Т. Справочник по математике для научных работников и инженеров: Пер. с англ. М.: Наука, 1977. 832 с.

45. Корячко В.П., Курейчик В.М., Нореков И.П. Теоретические основы САПР. -М.: Энергоатомиздат, 1987. 48 с.

46. Крылов В.А., Юрченкова Т.В. Защита от электромагнитных излучений. М.: Сов. радио. 1972. 216 с.

47. Крылов В.И., Бобков В.В., Монастырский П.И. Вычислительные методы: В 2-х ч. М.: Наука, 1976. 392 е.; 1977. 399 с.

48. Кузьмин И.И. Риск и безопасность: концепция, методология, методы. М.: Машиностроение, 1991. 528 с.

49. Курейчик В.М. Математическое обеспечение конструкторского и технологического проектирования САПР. М.: Радио и связь, 1990.352 с.

50. Курейчик В.М., Калашников В.А., Лебедев Б.К. Автоматизация проектирования печатных плат. Изд-во Рост, ун-та, 1984. 80 с.

51. Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. Электродинамика сплошных сред. -М.: Наука, 1982. 620 с.

52. Лыков Л.В. Теория теплопроводимости. М.: Высш. шк., 1967. 328 с.

53. Малиньяк Л. Бригадный метод ключ к параллельному проектированию//Электроника. 1991. № 1. С. 30-39.

54. Малков В.П., Угодчиков А. Г. Оптимизация упругих систем. -М.: Наука, 1981.288 с.

55. Марков Г.Т. Электродинамика и распределение радиоволн / Г.Т. Марков, Б.М. Петров, Г.П. Грудинская. М.: Сов. радио, 1979. 487 с.

56. Математика и САПР: В 2-х кн.: Пер. с франц. М.: Мир, 19881989. 2 кн. 195 с.

57. Мил охов В.В., Егоров Е.М., А.А. Акимов. Охрана труда: Учеб. пособие для студентов естественных факультетов вузов Л.: ЛГУ, 1983. 114 с.

58. Немков B.C., Слухоцкий А.Е., Смольников Л.П. Численный метод расчета активного сопротивления при высокой частоте //Известия ЛЭТИ. Л., 1976. Вып. 183. С. 3-7.

59. Никольский В.В., Никольская Т.И. Электродинамика и распространение радиоволн. М.: Наука, 1989. 453 с.

60. Норенков И.П. Введение в автоматизированное проектирование технических устройств и схем. М.: Высш. шк., 1980. 311с.

61. Норенков И.П., Маничев В.Б. Основы теории и проектирования САПР. М.: Высш. шк., 1990. 335 с.

62. Пападмитру X., Стайглиц К. Комбинаторная оптимизация. Алгоритмы и сложность: Пер. с англ. М.: Мир, 1985. 512 с.

63. Петренко А.И. Основы автоматизации проектирования. Киев: Техника, 1982. 295 с.

64. Подиновский В.В., Гаврилов В.М. Оптимизация по последовательно применяемым критериям. М.: Сов. радио, 1975. 192 с.

65. Полонский Н.Б. Конструирование электромагнитных экранов для радиоэлектронной аппаратуры. М.: Сов. радио, 1970. 216 с.

66. Простяков Л.Л. Индукционные печи и миксеры для плавки чугуна. -М.: Энергия, 1977. 132 с.

67. Резанов Л.Н. Медицинская и биологическая физика: Учебник для мед. спец. вузов. 1-е изд., испр. М.: Высш. шк., 1996. 258 с.

68. Реклейтис Г., Рейвиндрам., Рэгедел К. Оптимизация в технике. Кн. 2: Пер. с англ. М.: Мир, 1986. 320 с.

69. Ремизов Л.Н. Медицинская и биологическая физика: Учебник для мед. спец. вузов. 2-е изд. Испр. М.: Высш. шк., 1996. 608 с.

70. Рудаков M.J1. Анализ электромагнитного поглощения в биологических объектах при промышленном высокочастотном нагреве диэлектрических материалов // Медицина труда и промышленности экология. 1999. № 6. С. 6-10

71. Рудаков M.J1. Расчет средней плотности поглощенной мощности в моделях гетерогенных биологических объектов // Гигиена и санитария. 1997. № 5. С. 61-63.

72. Рудаков M.J1. Эмпирические формулы для электрических параметров биологических тканей в высокочастотном диапазоне // Электричество. 1997. № 9. С. 75-77.

73. СанПиН 2.2.4/2.1.8.005-96. Санитарные нормы и правила. Электромагнитные излучения радиочастотного диапазона (ЭМИ РЧ): Санитарные правила и нормы. М.: Информационно-издательский центр Госкомсанэпиднадзора России, 1996. 28 с.

74. Сачков В.Н. Введение в комбинаторные методы дискретной математики. М.: Наука, 1982. 384 с.

75. Сергиенко И.В., Лебедева Т.Т., Рощин В.А. Приближенные методы решения дискретных задач оптимизации. Киев: Наук, думка, 1980. 274 с.

76. Сигорский В.П. Моделирование электронных компонентов в системах автоматизированного проектирования // Радиоэлектроника. 1986. № 6.С. 3-15

77. Системы автоматизированного проектирования в радиоэлектронике: Справочник / Е.В. Авдеев, А.Т. Еремин, И.П. Норенков, М.И. Песков; Под ред. И.П. Норенкова. М.: Радио и связь, 1986. 386 с.

78. Слухоцкий А.Е., Рысин С.Е. Индукторы для индукционного нагрева. Л.: Энергия, 1974. 173 с.

79. Справочная книга по охране труда в машиностроении / Г.В. Бектобеков, Н.Н. Борисова, В.И. Коротков и др.; Под общ. ред. О.Н. Русака. Л.: Машиностроение, 1989. 541 с.

80. Справочник по гигиене труда / Под ред. Б.Д. Карпова, В.Е. Ковшило. 2-е изд., доп. и перераб. Л.: Медицина, 1979. 448 с.

81. Средства защиты в машиностроении: Расчет и проектирование: Справочник / С.В. Белов, А.Ф. Козьяков, О.Ф. Партолин и др.; Под ред. С.В. Бедлва. М.: Машиностроение, 1989. 368 с.

82. Тамм И.Е. Основы теории электричества. М.: Наука, 1976. 620с.

83. Теория и расчет устройств индукционного нагрева. Л.: Энергоатомиздат. Ленингр. отд-ние, 1988. 280 с.

84. Терзян А.А. Автоматизированное проектирование электрических машин. М.: Высш. шк\, 1991. 335 с.

85. Установки индукционного нагрева / А.Е. Слухоцкий, B.C. Немков, Н.А. Павлов и др. -Л.: Энергоиздат, 1981. 431 с.

86. Фельд Я.Н. О теореме единственности решения уравнений Максвелла для вынужденных гармонических колебаний // ЖЭТФ. 1938. Т. 8. № 6. 253 с.

87. Фролов В.Н., Львович Я.Е., Подвальный С.Л. Проблема оптимального выбора в прикладных задачах. Воронеж: Изд-во ВГУ, 1980. 139 с.

88. Шамаев Н.В. Обоснование возможности моделирования установки индукционного нагрева точечным источником // Современные проблемы информатизации в технике и технологиях: Труды 6-ой Междунар. открытой конф, 2001. С. 29.

89. Шамаев Н.В. Подсистема расчета напряженности электромагнитного поля от точечного источника // Государственный фонд алгоритмов и программ РФ, № 50200200573 от 25.10.2002.

90. Шамаев Н.В. Радиотехнические объекты источники электромагнитного загрязнения г. Воронежа // Край Воронежский: Межвуз. студенческий сб. Воронеж, 1999. Вып. З.С. 123-126.

91. Шамаев Н.В., Питолин В.М. Обоснование целевой функции в задаче оптимального планирования участка высокочастотного нагрева. Труды Всерос. конф. Воронеж: ВГТУ, 2002. 4.2. С. 6-7.

92. Шамаев Н.В., Питолин В.М., Федоров М.Н. Система распределения установок индукционного нагрева на участке индукционного нагрева// Государственный фонд алгоритмов и программ РФ, № 50200200570 от 25.10.2002.

93. Шамаев Н.В., Питолин В.М., Федоров М.Н. Алгоритм прогнозирования распределения электромагнитного поля индукционной установки // Высшие технологии в технике, медицине, экономике и образовании: Межвуз. сб. науч. тр. Воронеж: ВГТУ, 2000. Ч. 3. С. 141-146.

94. Шамаев Н.В., Питолин В.М., Федоров М.Н. Алгоритмы и программные средства моделирования участка ВЧ нагрева // Физикоматематическое моделирование систем: Материалы Междунар. семинара. Воронеж: ВГТУ, 2004. С. 215-216.

95. Шамаев Н.В., Питолин В.М., Федоров М.Н. Анализ методов и средств защиты от ЭМП промышленной установки // Высшие технологии в технике, медицине, экономике и образовании: Межвуз. сб. науч. Тр. Воронеж: ВГТУ, 2000. Ч. 3. С. 77-81.

96. Шамаев Н.В., Питолин В.М., Федоров М.Н. Использование противофазного метода защиты от ЭМП // Интеллектуальные информационные системы : Труды Всерос. конф. Воронеж, 2001. Ч. 2. С. 10.

97. Шамаев Н.В., Питолин В.М., Федоров М.Н. Оптимизация выбора методов и средств защиты от ЭМП установок индукционного нагрева // Интеллектуальные информационные системы : Труды Всерос. конф. Воронеж, 2000. Ч. 1. С. 68.

98. Шамаев Н.В., Питолин В.М., Федоров М.Н. Пастернак Ю.Г. Защита рабочих от электромагнитного излучения включением индукционных установок в режиме противофазы //Наука производству М.: НТП «Визаж-Центр.» 2002. № 5.С. 59-62.

99. Шамаев Н.В., Питолин В.М., Федоров М.Н. Пастернак Ю.Г. Противофазный метод защиты от ЭМП индукционной установки // Высшие технологии в технике, медицине, экономике и образовании: Межвуз. сб. научн. тр. Воронеж: ВГТУ, 2001. Ч. 3. С. 70-76.

100. Шамаев Н.В., Питолин В.М., Федоров М.Н. Прогнозирование распределения поля установки индукционного нагрева // Интелектуальныеинформационные системы : Труды Всерос. конф. Воронеж, 2000. Ч. 1. С. 59.

101. Шамов А.Н., Лукин И.В., Иванов В.Н. Высокочастотная сварка металлов. Л.: Машиностроение, 1977. 315 с.

102. Шапиро Д.Н. Основы теории электромагнитного экранирования. Л.: Энергия, 1975. 109 с.

103. Шиган Е.Н. Методы прогнозирования и моделирования в социально-гигиенических исследованиях. М.: Медицина, 1986. 98 с.

104. Электротермическое оборудование: Справочник / Под общ. ред. А.П. Альтгаузена. М.: Энергия, 1980. 73 с.

105. MathCad руководство пользователя. Киев.: Диалектика, 1998. 416 с.

106. Microsoft Windows руководство пользователя. М.: Мир, 1999. 526 с.