автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.06, диссертация на тему:Научно-технические основы создания и моделирования автоматизированных систем управления непрерывными смесеприготовительными процессами

На правах рукописи

Федосенков Борис Андреевич

НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ СОЗДАНИЯ И МОДЕЛИРОВАНИЯ АВТОМАТИЗИРОВАННЫХ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ НЕПРЕРЫВНЫМИ СМЕСЕПРИГОТОВИТЕЛЬНЫМИ ПРОЦЕССАМИ

Специальность: 05.13.06 - автоматизация и управление технологическими

процессами и производствами (в пищевой промышленности)

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

Москва 2005

Работа выполнена в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Московский государственный университет пищевых производств»

Научный консультант: доктор технических наук, профессор

Благовещенская Маргарита Михайловна

Официальные оппоненты: - доктор технических наук, профессор

Протопопов Игорь Иванович

- доктор технических наук, профессор Краснов Андрей Евгеньевич

- доктор технических наук, профессор Сорокин Анатолий Иванович

Ведущая организация - Государственное унитарное предпри-

ятие НИИ «Мир-Продмаш»

Защита диссертации состоится « 10 » ноября 2005 г. в 10-00 час, на заседании диссертационного совета Д212.148.02 при ГОУ ВПО «Московский государственный университет пищевых производств» по адресу: 125080, Москва, Волоколамское шоссе, д.11, ауд.302.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Московского государственного университета пищевых производств

Автореферат разослан « 07 » октября 2005 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

ц?

Воронина Н.О.

Z606 -<l

¿i В <to

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Важное место в производствах пищеперерабаты-вающих отраслей, связанных с реализацией удовлетворения продуктовых потребностей населения, занимают процессы переработки сухих сыпучих материалов.

Анализ результатов теоретических и экспериментальных исследований процессов получения смесей на основе сыпучих компонентов, проведенных в России и за рубежом, показывает значительное преимущество смесеприготови-тельных агрегатов непрерывного действия в сравнении с периодическими, что представляет широкие возможности по автоматизации процесса смесеприго-товления, резкого повышения производительности при одновременном снижении энергопотребления, металлоемкости и себестоимости готового продукта, улучшения условий труда и оздоровления экологической обстановки.

Однако до последнего времени непрерывно-действующие смесительные аппараты не получили широкого применения в промышленности из-за нерешенности ряда вопросов. В частности, недостаточно изучена проблема влияния входных сигналов, формируемых дозаторами различного типа, на структурные параметры выходных потоков, а также совместное влияние этих факторов и динамических характеристик смесителей непрерывного действия (СНД) на качество готовой смеси.

Несмотря на то, что в последние годы рядом российских и зарубежных ученых (Александровский A.A., Ахмадиев Ф.Г., Зайцев А.И., Иванец В.Н., Макаров Ю.И., Gibilaro R.G. и др.) опубликованы исследования в области разработки теории и практики непрерывного смешивания, перечисленным вопросам, тем не менее, посвящено сравнительно небольшое количество работ. Поэтому незавершенность подобных исследований сдерживает разработку новых, более универсальных, разновидностей смесеприготовительных агрегатов, которые бы полнее удовлетворяли постоянно растущие требования к качеству готовых продуктов и условиям конкретного производства.

Кроме того, в настоящее время отсутствует системный подход к изучению процессов получения сыпучих смесей, который бы увязывал в единую цепочку процессы дозирования и смешивания с точки зрения кибернетических представлений о динамических системах.

Поскольку процессы смесеприготовления, в силу системно-технологических причин, являются нестационарными, время-частотно-зависимыми, традиционные методы анализа и выработка на их основе соответствующих способов управления рабочими режимами агрегата не могут быть применимы в данной ситуации. Вейвлет-управлечие <й> условиях автоматизированного агрегата, осуществляемое посредством импульсов сброса со стороны мониторингового комплекса для установки начальных (номинальных) условий, позволяет избежать возникновения неблагоприятных условий для смешивания.

Поэтому решение вопросов интенсификации и совершенствования смесеприготовительных процессов в непрерывно-действующих агрегатах с центробежными и вибрационными гм^итршми ппа nppf-ptfipjfl^ fWMx дисперсных

РОС. НАЦИОНАЛЬНА« I БИБЛИОТЕКА | СПетефргУ^ ' ОЭ КИ

I I IМГ *■

материалов на базе теоретических и экспериментальных исследований, создания теории и методик их расчета с использованием математических моделей процесса смесеприготовления, реализуемых на компьютерной основе, является актуальной задачей, представляющей значительный практический интерес для ряда ведущих отраслей экономики.

Диссертационная работа выполнена в соответствии с планами трех программ: 1) научно-технической программы 0 38.06 «Создать и освоить производство продуктов детского питания и витаминизированных пищевых продуктов на основе научных принципов рационального и сбалансированного питания», утвержденной Постановлением ГКТН СССР №555 от 30.10.85 г. - тема 01.04.11 «Разработать и испытать опытно-промышленный комплект оборудования для дозирования и смешения микродобавок витаминов; 2) комплексной научно-технической программы «Продовольствие» (приказ Минвуза РСФСР №190 от 30.06.85 г.) - тема 06.63 «Разработка непрерывно-действующих смесительных агрегатов для приготовления высококачественных продуктов питания»; 3) целевой региональной научно-технической программы «Кузбасс» - тема 4.2.3 «Интенсификация процесса смешивания высокодисперсных материалов и разработка его аппаратурного оформления».

Для выполнения представленной работы использованы субсидии, выделенные по: 1) международному индивидуальному гранту на 2002 г. (1ЯЕХ) «Информационные технологии и функции управления в дистанционном образовании и технических системах» на проведение научной работы в США, шт. Огайо и Вашингтон, адм. округ Колумбия (грантодержатель - Федосенков Б.А.); 2) гранту Минобразования РФ на 2003-2004 гг. «Система технологического мониторинга и автоматизированного управления динамикой непрерывных технологических процессов в агрегатах для производства пищевых дисперсных композиций на базе всплесковых преобразований», шифр гранта - Т02-03.2-2440, завоеванному по результатам проведения конкурса 2002 года по фундаментальным исследованиям в области технических наук (грантодержатель - Федосенков Б.А.).

Цель и задачи исследования. Целью настоящей работы является разработка обобщенной теории смесеприготовительных процессов, в основе которой лежат концепции кибернетического подхода на базе комплексного частотно-временного анализа процессов массопереноса в узлах смесеприготовительного агрегата (СМПА), использования технологического пространства состояний смесительного комплекса при описании динамики материалопотоков во внутриаппаратных средах различных фрагментов агрегата, а также нетрадиционного аппарата для исследования нестационарных время-частотно-зависимых процессов, использующего в своей основе всплесковые преобразования на основе микролокальных волновых составляющих (вейвлет-функций, или всплесков).

Кроме того, необходимо разработать математическую модель для формализации мгновенного вектора состояния смесительной системы при отсутствии возможности технического измерения определенных переменных.

Для этого необходимо решить следующие задачи, разработать и освоить на программно-аппаратном уровне методы моделирования динамики смесеприго-

' .* л-

• .> г

товительных агрегатов на векторной и скалярной основах; разработать и использовать специализированные инструментальные моделирующие системы и методики, позволяющие на частотно-временном уровне проводить интерактивное изучение подконтрольных блоков и узлов смесительных комплексов; разработать и адаптировать для технологической области, к которой относятся дозирующие и смесительные процессы и явления в дисперсных средах, новый метод совместного локально-временного и частотного анализа на базе специфических атомарных перестраиваемых математических образований - вейвлет-функций.

Разработка и исследование технологического мониторинго-управляющего комплекса являются следующей задачей данной работы. С его помощью осуществляется мониторинг набора технологических параметров и процессов в смесеприготовительном агрегате. В частности, комплекс должен предусматривать регистрацию материалопотоковых сигналов на базе разработанного модуля внешних первичных преобразователей и системы цифрового интерфейса, а также осуществлять дискретное автоматизированное управление агрегатом на основе всплесковых преобразований. Поэтому требуется создание способов и аппаратно-программной основы для отображения и идентификации текущих режимов работы технологических стадий процесса смесеприготовления на основе вейвлет-преобразований.

Помимо этого, в комплекс исследовательских задач входят разработка и совершенствование технологических способов приготовления сухих порошкообразных композиций на базе СМПА, включающих в свой состав дозирующие устройства (ДУ) и СНД, путем направленной организации материальных потоков и согласования частотных режимов работы ДУ и смесителей, а также оценки совместного влияния материальных потоков ДУ и характеристик СНД на качество готовой смеси. Для этого необходимо решить следующие задачи: разработка структурно-функциональной схемы (СФС) СМПА и формирование на основе кибернетических подходов математической модели объекта и метода ее исследования, позволяющего на интерактивном уровне рационально согласовать режимные параметры ДУ и СНД для получения смесей требуемого качества; разработка новых конструкций дозирующих устройств и смесителей непрерывного действия; проведения комплексного анализа результатов физического и цифрового моделирования системы «дозаторный блок - питающе-форми-рующий узел - смесительное устройство».

Научная новизна работы. Разработана обобщенная теория непрерывного процесса смешивания на основе кибернетического подхода, позволяющая комплексно оценивать динамику массопереноса во внутриаппаратных средах отдельных узлов смесеприготовительных агрегатов для производства сыпучих пищевых композиций; теория базируется на двояком рассмотрении объекта исследования (смесеприготовительного агрегата): как динамической структуры "вход-система-выход" и как системы "вход-состояние агрегата-выход"; и вюпочает в себя новый, неприменявшийся ранее в технологических исследованиях, математический аппарат анализа на основе всплесковых (вейвлет-) преобразований.

Впервые разработана научная концепция, в соответствии с которой предусматривается использовать нетрадиционный подход и математические модели

для описания как стационарных, так и нестационарных процессов в технологической отрасли переработки (в частности, в технологических операциях дозирования и смешивания) дисперсных материалов (в том числе, и пищевых сыпучих композиций) с использованием вейвлет-преобразований.

Впервые предложен алгоритм формирования и подачи управляющих воздействий на смесительный агрегат, содержащий в своей основе нетрадиционную процедуру обработки регулируемых координат, включающую этапы формирования обратных связей по многомерным регулируемым переменным, использования вейвлет-преобразований и визуализированного отображения текущих режимов работы БДУ и каналов направленной организации материальных потоков.

Разработаны математические модели процессов дозирования на сигнальном уровне для аппаратов непрерывного действия шнекового, спирального и порционного типов.

С целью рационального использования дозирующих устройств порционного типа, обеспечивающего рецептурно-режимную стабильность процесса дозирования, предложен и введен в качестве режимных параметров математических моделей комплекс соответствующих показателей (скважностей), характеризующий динамику сигналов дозирования.

Предложена классификация режимов работы порционных дозаторов в зависимости от соотношения скважностей на периоде формирования дозы.

Проведено изучение влияния режимных параметров блока дозаторов на формирование структуры материалопотоков на предсмесительной стадии, в ходе которого определены его сглаживающие эффекты в зависимости от характера совместной работы.

Введено понятие мультидозирования как процесса совместного функционирования нескольких дозаторов, при котором достигается гармонизация суммарного потока их разгрузки, приводящая последний к форме, соответствующей минимальным пульсациям, что благоприятно сказывается на режиме получения высококачественных смесей.

Помимо этого, разработана математическая модель непрерывно-действующего СМПА со смесителями различной инерционности, которая позволяет на основе ее анализа реализовать новые технологические способы получения смесей заданного качества путем организации рециркуляционных контуров и согласнопараллельных каналов; определены способы задания рациональных режимов согласованной работы ДУ и СНД; выявлены качественные и количественные закономерности сглаживания дискретно-релаксационных входных воздействий смесителями непрерывного действия, обладающими разными инерционными свойствами и работающими в различных режимах загрузки.

Практическая ценность и реализация результатов. По результатам проведенного теоретического анализа и полученным экспериментальным данным при изучении процессов дозирования и смешения на основе сухих дисперсных материалов разработаны способ гомогенного асинфазно-синхронного дозирования (патент РФ №2188066) и новые конструкции объемных дозаторов: шнекового типа (а.с. №1791720), дозатора вязких масс (патент №2051335), и

вибрационного смесителя (а.с. №2060808 Б И. №15, 1996 г.) техническая новизна которых защищена авторскими свидетельствами; разработан технологический комплекс мощностью 15 тыс. тонн в год для непрерывного смесеприго-товления в производстве витаминизированных дисперсных пищевых продуктов (муки, сухих молочных смесей и молочно-овощных концентратов с добавками на основе витаминов В1, В2, РР и С), включающий непрерывнодействующий смеситель центробежного типа нашей конструкции.

В лабораториях кафедр «Автоматизация производственных процессов и АСУ» и «Процессы и аппараты пищевых производств» и Центра новых информационных технологий (ЦНИТ) КемТИПП апробированы концепции и разработана система технологического мониторингового управления, функционирующая совместно со смесеприготовительным агрегатом, включающим в свой состав пять дозирующих устройств, питатель и смеситель нового типа, оснащенный каналами направленной организации потоков. Проверенна и подтверждена достоверность, стабильность и перспективность применения разработанного метода дискретного управления агрегатом (объектом управления) на базе всплесковых преобразований.

Приведенные в диссертационной работе материалы внедрены в научно-учебные комплексы кафедр процессов, машин и аппаратов пищевых производств и автоматизации производственных процессов и автоматизированных систем управления кемеровского технологического института пищевой промышленности. В диссертации обобщенны результаты теоретических и экспериментальных исследований, выполненных в период с 1985 по 2002 г. лично автором или при его непосредственном участии в качестве научного руководителя (ответственного исполнителя) госбюджетных и хоздоговорных НИР и двух диссертационных работ.

На защиту выносится. Комплексное математическое описание технологического процесса смесеприготовления в системе «дозирующие устройства -питающе-формирующий узел - смесительный аппарат» с использованием цифрового интерактивного моделирования с целью выявления рациональных режимов функционирования отдельных фрагментов непрерывно-действующих СМПА; результаты анализа нестационарных процессов в смесеприготовитель-ном агрегате с помощью использования аппарата всплесковых вейвлет-преобразований, позволяющего проводить исследование нестационарных явлений (режимов) во время-частотном пространстве; результаты теоретических и экспериментальных исследований процессов дозирования и смешивания в непрерывно-действующем агрегате путем направленной организации потоков и согласования работы ДУ и СНД и влияния на сглаживающую способность смесителей их характеристик и параметров режимов загрузки; комплексные модели процессов в агрегатах непрерывного действия в терминах технологического пространства состояний, составленные с учетом невозможности регистрации ряда переменных; способы отображения и идентификации текущих режимов стадий смесеприготовления, использующие модели и алгоритмы в вейвлет-пространстве, и техническую реализацию мониторингового комплекса, обеспечивающего поддержание рационального функционирования фрагментов агре-

гата и его структуры в целом; способ и автоматизированная система управления и синхронизации рабочих режимов дозаторов с целью стабилизации их рациональных параметров; результаты цифрового интерактивного моделирования процессов в СА непрерывного действия с целью выявления рациональных режимов функционирования его фрагментов (БДУ, СНД); новая концепция и научно-технические основы создания и моделирования автоматизированных систем мониторингового управления с обратными связями по многомерным переменным состояния в форме время-частотных квадратичных распределений.

Апробация работы. Основные положения, изложенные в диссертации, докладывались на Всесоюзных конференциях: «Химтехника-86», Белгород, 1986 г.; «Разработка процессов получения комбинированных продуктов питания», Москва, 1988 г.; «Технология сыпучих материалов. Химтехника-89», Ярославль, 1989 г.; на У-ой Всесоюзной научной конференции «Механика сыпучих материалов», Одесса, 1991 г.; отраслевом совещании «Задачи и проблемы производства фенопластов в новых условиях хозяйствования», Кемерово, 1989 г.; Всесоюзном совещании «Реализация научно-технической программы «Витаминизация пищи», Углич, 1990 г.; Международной научной конференции «Автоматизация-91», Пловдивский высший институт пищевой промышленности, Институт технической кибернетики, Пловдив, Болгария, 1991 г.; научно-практической конференции «Интеллектуальные автоматизированные системы в управлении», Новосибирск, 1997 г.; Международной научно-технической конференции «Прогрессивные технологии оборудование для пищевой промышленности», Воронеж, 1997 г.; Международной научно-технической конференции «Проблемы переработки пищевых продуктов», Астрахань, 1997 г.; «Механизация горных работ», Кемерово, 1997 г; Всероссийской научно-практической конференции «Проблемы переработки сельскохозяйственной продукции и лекарственного сырья», Пенза, 1998 г.; Международной научно-технической конференции «Измерение, контроль, информатизация» ИКИ 2000, Барнаул, 2000 г.; региональной научно-практической конференции «Техника и технология обработки и переработки пищевых продуктов 21 века», Улан-Удэ, 2000 г.; международной конференции «Информационные технологии в образовании, технике и медицине», Волгоград, 2000 г.; международной научно-технической конференции «Информационные технологии в проектировании микропроцессорных систем», ИТ ПМПС-2000, Тамбов, 2000 г.; международной научно-практической конференции «Экологические, технологические и экономические аспекты производства продуктов питания», Семипалатинск, Казахстан, 2000 г.; научно-технической конференции «Кибернетика и технологии XXI века», Воронеж, 2000 г,; научно-практической конференции «Интеллектуальные электромеханические устройства, системы и комплексы», Новочеркасск, 2000 г.; научно-технической конференции «Молодые ученые - пищевым и перерабатывающим отраслям АПК», Москва, 2000 г.; 3-ей международной научно-практической конференции «Продовольственный рынок и проблемы здорового питания», Орел, 2000 г.; международной научно-технической конференции «Инженерная защита окружающей среды», Москва, 2001 г.; международной научно-технической конференции, Тамбовский государственный технический

университет, Тамбов, 2001 г.; научно-практической конференции Кузбасса "Информационные недра Кузбасса", Кемерово, 2001 г.: международной научно-практической конференции "Низкотемпературные и пищевые технологии в XXI веке", Санкт-Петербург, 2001 г.; всероссийской научно-технической конференции «А8'2001 Системы автоматизации в образовании, науке и производстве» (Новокузнецк, 2001); международной научно-технической конференции «Кибернетика и технологии XXI века», Воронеж, 2002 г.; XVI международной научной конференции "Математические методы в технике и технологиях-16". Санкт-Петербург - Ангарск, 2003 г. «Пища. Экология Качество» (Новосибирск, 2003), «Пища. Экология. Человек» (Москва, 2003). «Математические методы в технике и технологиях ММТТ-17» (Ангарск, 2004), «Моделирование. Теория, методы и средства» (Новочеркасск, 2004).

Публикации. Основные положения диссертации изложены в 111 публикациях, в том числе двух монографиях и семи авторских свидетельствах и патентах РФ.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, восьми глав, основных результатов и выводов, списка литературы и приложения; включает 127 рисунков, 18 таблиц. Основное содержание изложено на 296 страницах машинописного текста, приложение - на 67 страницах, список литературы включает 343 наименования.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы, определены цель и направления исследований, приведена общая характеристика работы.

В первой главе выполнен анализ современного математического описания непрерывного процесса смесеобразования из сыпучих компонентов и показана целесообразность использования при этом методов технической кибернетики. Сформулированы требования, которым должны удовлетворять узлы и фрагменты СМПА для получения в нем смесей высокого качества при заданной величине сглаживания флуктуаций дозирующих потоков. Проанализировало 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.

Во второй главе рассматривается комплексное математическое описание технологического процесса дозирования сыпучих материалов, как одной из стадий процесса смесеприготовления, базирующееся на кибернетических концепциях. Получены математические модели режимов комбинированного дозирования, осуществляемых блоком дозирующих устройств, а также разработку нового математическое представления процесса смесеприготовления в так называемом технологическом пространстве состояний.

Объектом исследования является система, включающая в себя блок дозирующих устройств (ДУ,, / = 1, /V). количество и тип которых определяются рецептурой приготавливаемой смесевой композиции; питающе-формирующий и

транспортирующий узел (ПФУ) и смесительное устройство непрерывного действия (СНД). Дозаторы создают входные загрузочные воздействия в виде весовых расходов питающих потоков, поступающих через суммирующий (бункерный) элемент и ПФУ на СНД.

Общая структурно-функциональная схема (СФС) исследуемого смесепри-готовителыюго агрегата (СМПА) представлена на рис.1.

— У'\;

сэз

Рис.1. Структурно-функциональная схема смесеприготовительного агрегата

Здесь Хс1,(1), 1 = 1, N - сигналы весовых расходов N дозаторов; Qd,(t) - масса материала, подаваемого от /'-го дозатора на ПФУ и далее на вход СНД; СЭ -суммирующие элементы; СПК - согласно-параллельный канал; ЛРК и РСД -соответственно локальный рецикл-канал и глобальный рецикл (для передачи материала смеси с выхода смесителя на выход блока дозаторов). На СФС обозначены параметры материалопотоков в виде мгновенных расходов (концентраций ) Х(0 и масс вещества 0(1). Рециркуляция является эффективным средством для улучшения качества готового продукта в процессах смесеприготов-ления, позволяющим сглаживать ошибки и флуктуации (неравномерности подачи) потоков от дозирующего оборудования. На схеме показано, что на входе в область прямотока СНД (СЭ2) смешиваются исходный материальный поток с массой Qd(t) и концентрацией X<¡(1- г) и поток, выходящий из области локального рецикла ЛРК с параметрами (¿п^) =Кц<2и и Хц(1). В итоге, в область прямотока смесительного аппарата поступает' масса материала смеси £>¿(0+ Кк0м(0 с концентрацией (г), а выходит из нее с концентрацией Хкм (/), после чего часть этого материалопотока Кц<2м(1)=()п(1) направляется в рецикл-канал, в область ЛРК, и выходит из неё с параметрами (2п(0 и Хя0).

В свою очередь, при наличии согласно-параллельного канала (/'-канала) часть потока на входе в СНД £>ц+ <2п, равная поступает из сум-

мирующего блока в этот канал. На выходе /•'-канала материалопоток имеет параметры (¿/¡(О и X *■(()• В суммирующем элементе СЭЗ материал из зоны прямотока СНД смешивается с материалом из зоны ^-канала (СПК). В результате, на выходе СМПА получается смесь с параметрами Хм(() и ()м(0-

В ходе экспериментальных исследований, для предварительного демпфирования флуктуаций питающих потоков, разработан способ асинфазно-синхронного дозирования гомогенного типа. Суть его в том, что дозирование осуществляется парой устройств порционного типа так, чтобы один из них

формировал свои дозы в промежутках между дозами другого, скважность которого выбирается в соответствии с выражением (Л, -I), где ^2=Т<)2/т<12, где Т„„ - соответственно периоды порционного дозирования и длительности формирования дозы первым и вторым дозаторами в паре.

Для интенсификации процесса смесеприготовления предложен режим с наличием импульсной рециркуляции, при котором на входе смесителя импульсы рецикла (порции материала) выдаются синфазно с минимумами суммарного дозирующего сигнала блока дозаторов. В результате повышается относительное значение постоянной составляющей материалопотока при выравнивании переменной, а сужение полосы спектра приводит к снижению пульсаций, что способствует повышению сглаживающего эффекта в смесителе. Снижается общее время работы без ущерба для качества, что улучшает экономические показатели смесителя по сравнению со статическим рециклом. При этом возникает возможность рационально управлять качеством смеси во времени за счет перераспределения материалопотоков внутри смесителя посредством воздействия на них импульсными потоками рециркуляционного канала.

Модели (3), (4), (7), (9), (12) определяют виртуальные звенья, учитывающие преобразования типа "массопередача - мгновенный расход" соответственно в ПФУ, в прямоточном канале смесителя, в канале параллельного преноса и каналах рецикла; (2), (5), (8) описывают транспортный перенос материала от ДУ к СНД, изменениие расходов материала в прямом и параллельном каналах смесителя; изображение дозирующих сигналов в СЭ1 - выражение (1); процесс массопереноса в Р-канале описывается (6), где Кг - коэффичиент отбора материала из СЭ2; (10) и (11) характеризуют процессы отбора и переноса приготовляемой композиции в локальном и глобальном рецикл-каналах (рис.1,). При Кг=0 (степень локального рецикла) канал "смеситель-СЭ2" отсутствует.

*,(<)= Е К(')ехр(-^)= (1)

/-1 Ь О 7-1Л

Х,{/)= FX.it-т^ (2)

+ = (3)

+ (4)

(¡1 Л

Т- ^Г1 + Х« ^ = К"Х*< (' - г- ); К- = 0>92 - 1,0 (5.1)

ш

Пг +тш +(/) = Ки х: (/) (5.2) а! т

0,(0= *№<<!)+К, =0,2-0,5; 0<К, <1 (6)

^7<1 (7)

Л <л

"-Чг + х' (') = х'^ 21; (8)

ш <0,У5;

Т„ ^ + а (/) = ('/,„) ' \Х{6)46. Тн = Ои * О

Ш и

Л« —^— + ляЛ',>- л<м —^—

(9)

(п.1) (11.2)

(12) (П)

(14)

Для выполнения моделирования технологических процессов в смесительном агрегате и его фрагментах, на базе структурно-функциональной схемы, а также на основании математического описания процесса смесеприготовления (1) (14) с использованием аппарата передаточных функций (ПФ), были сформированы структурная блок-схема СМПА (рис. 2) и его сигнальный граф Мей-сона (рис. 3).

Рис.2. Структурная блок-схема СМПА

о—

Рис.3. Сигнальный граф смесительной системы

На графе отмаркированы узлы и дуги, операторы дуг графа заключены в угловые скобки. Операторы дуг соответствуют ПФ отдельных звеньев блочной структурной схемы (рис. 2). Так, («) определяют дозирующие устройства системы; Н^и), М/ ПФ питающе-формирующего узла (ПФУ), И'^О) иЙд/М ■ ПФ прямого канала смесителя; (¿), И^, и \УШ (5) - ПФ соглас-

но-параллельного канала; и - ПФ локального контура рецикла;

И'/((л), И'л</( V) и - описывают внешний рецикл-канап " смеситель - ДУ".

В соотвс1 с 1 вии с этой моделью, передаточная функция (ПФ) агрегата по выходному сигналу в узле 17 определяется как

Г (.■>)= £Я,(.5)Ф,(5)/Ф(.?),

/=|,г=ЛГ

где Я,(0,Ф,(5) - соответственно ПФ /-го канала графа от входа к выходу и вырожденный 1-й определитель графа.

Ф(*)=1 + £ £_(-|) './/„,(5)

* где - произведение ПФ для /-го сочетания из (р несоприкасающихся

контуров в разомкнутом состоянии; г„ - общее число сочетаний.

С целью придания топологической схеме гибкости, проверки достоверно-I сти выполняемых расчетов при моделировании отдельных узлов агрегата, а

также адекватности формируемых временных сигналов в различных точках смесительного комплекса, описанная выше схема агрегата была представлена в форме, позволяющей применять принципы интерактивности при проведении исследований агрегата. При этом в сигнальном графе каждая дуга заменялась многовходовым универсальным блоком, на который можно было подавать до пяти внешних воздействий.

Подобная схема модели исследуемого агрегата дает возможность оперативно производить перерасчет системы смесеприготовления с учетом варьирования параметров входящих в ее состав элементов.

Расчетная блочная структурная схема модели агрегата приведена на рис. 4. Здесь блоки 2-4-4 представляют собой формирующие фильтры, на выходе которых генерируется воздействие, описывающее реальные дозирующие сигналы (непрерывного и дискретно-релаксационного типов). Блоки 6-^-8 моделируют питающе-формирующий узел; 9, 10, 16 - прямоточный канал смесительного аппарата (М-канал); 11-ИЗ - канал опережения (/г-канал); 14, 15 - канал локального рецикла (/?1 -канал по типу внутреннего или внешнего контура); 17-5-19 канал расширенного рецикла (/?2-канал "смеситель - выход блока дозаторов"). Блоки 7, 9, 12, 14, 17, 19 и их модели определяют виртуальные звенья, учитывающие преобразования типа "массопередача - мгновенный расход" соответственно в ПФУ, Л/-канале смесительного устройства, ^канале и каналах рецикла. Остальные звенья моделируют процессы отбора и массопереноса материалов на соответствующих участках агрегата.

На основе опытных данных, полученных в ходе исследования, и теоретических представлений о характере работы дозаторов различных типов в том или ином режиме дозирования, произведена параметризация их потоковых сигналов. В качестве общего режима порционного дозирования была рассмотрена цепочка трапецеидальных сигналов (рис.5), состоящих из четырех последовательных линейных участков: входа в номинальный режим; собственно номинального режима работы дозатора; режима отсечки; режима "холостого хода".

Рис.4. Расчетная блочная структурная схема СМПА В ходе параметризации обоснованы и введены следующие понятия скваж-ностей: X - характеризует отношение периода сигнала дозирования к длительности формирования дозы; ц - характеризует отношение длительности формирования дозы к суммарной длительности номинального режима ее формирования и входа в номинальный режим; V - отношение суммарного времени формирования дозы до момента начала отсечки к длительности входа в номинальный режим. Хс/(1)

х<1.

7У[Л(/-1) + 1]

га га га

Хцу X

Рис.5. Параметризация сигнала порционного дозирования для общего режима

При этом материальный поток на выходе из порционного дозатора, АУ(у), описывается следующей зависимостью:

при (/- 1)7*</<ЩЯ^(/-1) + 1) Т(1 кцу

Хти ,

прИ Т<1(ХИу(1-Х) + \) 1) + 1)

Л/гу 1/л

Л/гу Л/и (15)

,)-,! при

1-м \.Тс1

О,

при

7У(Л(/-1) + 1)

<к.1та

где 7<1 - период дозирования; Хпи - весовой расход материала через дозатор; к - количество формируемых доз (циклов); / - произвольный номер цикла дозирования.

Для дальнейшего исследования и моделирования сигнала порционного дозирования были выбраны Фурье-модели, которые наиболее оптимально соответствуют требованию обеспечения минимальной ошибки аппроксимации (как во временной, так и в частотной областях) реального дозирующего воздействия при наименьшем порядке модели. Функционально данная модель описывается спектром нефазированных гармоник:

„ ч А , 2кл „ . 2кп \

*d(0 = y + lUcos—i + ^sm—ij, (16)

где к — порядок (степень сложности) Фурье-модели; /¡«, Л*, - коэффициенты Фурье-разложения как функции от режимных параметров сигнала дозирования: Хт.,

А=-

А., =

X/uv ХтлцХ

{/.iv + v-\),

2*V

XmdÄ/j

cos

2for

-1

cos

2/fcV

vsin

+ -

//-1

sin

U//

- -sin -

l л« J UJ

(2*яЛ

-cos -

l я J

(17)

(18)

(19)

В таблице 1 приведены коэффициенты Фурье-модели для частных режимов дозирования.

Таблица 1

Характер режимов работы дозирующих устройств Обозначение коэффициентов Фурье Расчетные формулы коэффициентов Фурье-модели

общий случай загрузки смесителя А0 ХУ (ру + Xftv

Ак XmdßX 2кгя2 ( (2кл) Л 1 ( (2кж) f2fcrY) У • cos - -1 +--cos - - cos - { UMV) ) «-Ч t Л JJ

вк XmdXß Ik'n1 (2клЛ 1 f. (2кя\ . (2brVf К Sin I - if-- ,sin - -sin - UavJ fj-A U// j i я jj 1

мгновенная загрузка при линейной отсечке дозатора -Л,/£>1; И=00 Ао ДА

Ак Xnij/лА к2*2(м-0 Hä) -(C0S(T)J _

вк

инерционная загрузка при мгновенной отсечке дозатора- Л, и>1; Ао Хт-<{2* 1)

Ак лч, кV (2кя\ , { . (кхЧ)2 кя вт -\-Лу- вт — 1 А ) 1. и^;

вк к1«2 кя Г, . ( Г*л-У|21 ■ (2кА 1-2- сое — +--вт - ^ У Л)) ) 2 и^

инерционная загрузка при линейной отсечке и отсутствии номинального режима — Ао Хта Л

А„ Хт.цЛ Г, ( (2кж\ Л (2кя\ -~Г--ч 1 + А с05 - -1 -С05 - 2к'л'(м-1)[ Я ) У Л )_

вк ХтацЛ Г (2кпЛ (2кя\

Режим непрерывной загрузки -\ Х-1 Ао Хт < (¡IV 1) (IV

Ак Хт,ц Г . ,/ (2кя) Л (2кя) ,„, —, , - К/"-1) соэ - -1 +С05 —- -СОЯ(2к7г) 2*У \ Ум*) ) 1 м) У _

вк Хт^ц 2к1я1 (м- 1) - 1)51П ( Ц^а. ] + 51п ]- вт (2кя) Ум*) Ум)

идеальный режим (П-порционное дозирование) И=00 Ао 2Хт11 Л

Ак к*У {Л ))

вк Ъ Нт))'

Была произведена оценка погрешности (<5) аппроксимации порционного дозирующего сигнала Фурье-моделями различной степени сложности (5 = 4,5..9,4%).

При анализе функционирования блока ДУ в составе непрерывно действующего СМПА использовался подход, основанный на методах структурно-топологического анализа и аппарате передаточных функций. Определение временных и частотных характеристик рабочих режимов СМПА и его фрагментов проводилось с применением числовых алгоритмов и разработанных машинных программ интерактивного анализа.

С целью повышения адекватности и достоверности расчетов и моделирования, а также создания более оперативных условий для получения итоговой

информации о функционировании различных узлов СМПА разработан подход, заключающийся в формировании вектора технологических состояний агрегата х(!)], под которым понимается, в частности, совокупность сигналов в различных узлах агрегата как функций времени. Таким образом, итоговая расчетная модель блока дозаторов (рис.6), состоящая из трех ДУ порционного типа (ПДУ) и по одному спирального (СДУ) и шнекового (ШДУ), рассматривается как своего рода векторная динамическая система. На вход данной системы поступает вектор внешних воздействий в виде набора скалярных типовых сигналов «(/(0,5 формируемых виртуально, с целью получения на выходе модели реального дозирующего сигнала который может быть задан также в виде вектора сигналов дозирования, формируемых каждым из дозаторов в отдельности.

= 6(0

» = 1.5

}в=\пп = 123

у0 = 1,яс = 3

Рис.6. Блок ДУ в виде структурного фрагмента схемы моделирования СМПА в технологическом пространстве состояний

При моделировании смесеприготовительного агрегата в пространстве состояний на основе Ьператорных функций звеньев составляется система дифференциальных уравнений, которая затем преобразуются в систему дифференциальных уравнений состояния первого порядка, записанных в нормальной форме Коши, и линейное алгебраическое уравнение выхода, вьгражающих выходной сигнал системы через комбинацию переменных состояния ти входа. При этом производные первого и-выше порядков записываются в виде фазовых! переменных состояния, а транспортное запаздывание аппроксимируется полиномиально-степенной дробью Ладе, либо емкостным запаздыванием, возникающем в цепочке из десяти апериодических звеньев.' Представляя набор переменных в виде векторов, а набор! параметров в виде соответствующих матриц, получаем векторно-матричную модель агрегата в пространстве состояний вида (20).

Методика проведёния расчета модели Смесеприготовительного агрегата в технологическом пространстве состояний сводится к поэтапному определению временных сигналов на выходе каждого из дозаторов, их суммированию, и расчету потока (потоков) на выЧоде из СНД и других основных узлов.

Следует отметить, что такого рода модели по сравнению со структурно-топологическими имеют кроме преимуществ и некоторые недостатки: во-первых, для их описания используется аппарат дифференциальных уравнений,

порядок которых определяется порядком модели, что связано с определенными трудностями на уровне проведения расчетов; во-вторых, по данной модели невозможно определять частотные характеристики в их привычной форме, что создает известные неудобства при анализе; в-третьих, имеет место существенная чувствительность модели к конфигурации рассчитываемого агрегата - введение в схему новых конструктивно-технологических дополнений обязывает перестраивать модель полностью.

у(')

о

К о о

10

о о

с? о

о

Т,

П о

о

-ШУ

к

о б

о Ч

Ил

ь

о

о о

0

('-*/)

К/

Т,

0

0

0

к,

-¡-с,

. ь .

"('>,(20)

0-^)0-^) о (■-*»)(•-*„) о о о о] »('Н°]"(<)

где *,(<) = **(')> ,,(,)-

Л

к,..

Поскольку в реальны к условиях отсутствует возможность измерения всех переменных состояния, была сформирована математическая модель агрегата в пространстве состояний при технической регистрации одной из его переменных. Данная модель использует систему наблюдения (и-1) порядка (рис.7).

и„

"Ы'Ь-^ _

ЦСНД

у{>)

Рис.7. К синтезу модели агрегата на основе наблюдателя состояния (л-1 )-го порядка: ИУ - измерительное устройство; БДУ - блок дозирующих устройств; *(0- вектор оцениваемых переменных состояния; БФНР - блок формирования номинальных режимов работы дозаторов

В качестве регистрируемой переменной выберем функцию потока х\(/) на выходе прямоточного канала смесительного аппарата - как наиболее доступную для измерения. Тогда уравнение выхода будет иметь вид:

>>(г) = лг,(/) = Сх(/) = [ 1 0 ... 0]х(/). (21)

Разделим вектор состояния на составляющие:

Х'Г

л(0.

где х,(/) - оцениваемый вектор состояния.

Уравнения состояния объекта и наблюдателя:

аи К Г*. (01 ~Ь{'

А('). _Ае1 Аее_ л(0. А.

(22)

Здесь *](/) (измеряемый поток) и и(1) (сигнал разгрузки блока дозаторов) -известны, а \е (/) требуется оценить. В результате получаем уравнение наблюдателя (и-1)-го порядка:

К(')= (■А„ ■-С,А,,)*(') + Ак, г(/) + В,и(/) + с,[>'(0-«чу(*)-Мг)]. (23)

где - матрица коэффициентов наблюдателя (я-1)-го порядка.

Следовательно, характеристический полином для наблюдателя и ошибок оценки имеет вид:

Отсюда получим выражение для синтеза наблюдателя пониженного порядка:

*-»(') =(АИ-С.А,.)хл(г)+(А„ -С.а„ + А.С. -С.А.лС,)у('Ь

К -1 0"

кк 0

А А""2 1

(24)

(25)

где хг1(/)-новая переменная.

Это дифференциальное уравнение решается относительно переменных

1(0«

после чего находятся оцениваемые переменные:

(26) (27)

Сигнал, поступающий на вход объекта,

где матрица коэффициентов разделена на две части

К = [Я, К,],<1ип К„ = 1х(и-1). Чтобы использовать преимущества структурного и топологического подходов, векторная модель подвергалась процедуре скаляризации, в ходе которой ДУ из блока дозаторов представлялись в виде формирующих фильтров' соответствующими передаточными функциями.

В третьей главе рассматриваются вопросы аппаратурного и методического обеспечения экспериментальных исследований. С целью решения задач эффективного измерения концентраций и расходов материалопотоков, а также функционирования смесительного агрегата, был разработан аппаратно-программный мониторинговый комплекс (АПМК) (рис.8), сформированный на платформе ПЭВМ IBM PC PIV-2,8-3,0 ГГц и включающий интерфейсную плату, блок внешних измерительных преобразователей, модуль фильтрации и интегрированное программное обеспечение.

Б У

БДУ

БДУ \

/Г^К

номинальные рабочие парамары

БУ KlfOIt

уипителк- ¡7 hiHiftOprcp ' | Г1

пмгмылчкк

пьешыат/1

К

TtllM»-СПШШМ

УТ4-1М »—Г тенк>/1Д>чнк

>J

меинжииа.!

слу, —*[пфу

К НОГ!

ЦС11Д

-*(+)-1->~ м Н-С+)

ала luro&wN ВХОД

икжрепгый «ход

J

г —■

1 4

дискретный выход_

ййи

А',,

j ПУ СМ ПА

оцифровка

КОНТ{Ч>1ЬНЫЧ оидео-

фра) мешай

н

/шина PCI (ЭВМ)/

il

обраГхгпса

видсо-фршмеигоп

u

ыключснис

© качестве

LMCCM

6 toh обработки видеоинформации

Рис.8. Схема управляющего аппаратно-программного мониторингового комплекса

На рис.8 используются следующие обозначения. БДУ - блок дозирующих устройств; ШДУ, СДУ, ПДУ - шнековое, спиральное, порционное дозирующие устройства соответственно; БУ - блок управления; ПФУ - питающе-формирую-щий узел; КНОП - каналы направленной организации потоков; ЦСНД - центробежный смеситель непрерывного действия; СМПА - смесеприготовительный агрегат; М, И, Я, 2 - основной, байпасный, рецикл-каналы соответственно; Абду, Лсм ~ материапопотоковые сигналы на выходе БДУ и смесителя; 1 - нормирующие усилители; 2 - восьмиканапьный коммутатор; 3 - десятиразрядный аналого-цифровой преобразователь (АЦП) с временем преобразования 30 мке; 4 - параллельный порт; 5 - буфер шины данных; 6 - адресный дешифратор; 7 - блок сопряжения; 8 - блок опорных частот; 9 - схема частотомера.

С интерфейсным блоком аппаратно сопрягается модуль, содержащий два физических измерительных канала для фиксации сигналов на основе тензомет-рических и пьезоэлектрических преобразователей.

Контрольное дублирование регистрируемых сигналов производилось пьезоэлектрическими датчиками. С целью анализа дисперсных характеристик получаемых композиций сформирован канал обработки видеоинформации.

Использование в схеме интерфейсного блока 10-разрядного АЦП и восьмика-напьного коммутатора позволяет производить программную коммутацию каналов и последовательно снимать аналоговые отсчеты по любому из аналоговых входов.

С помощью нормирующих усилителей устанавливают диапазон варьирования входного напряжения в пределах ±0,255 В. Разрядность АЦП позволяет снимать аналоговые отсчеты в динамическом диапазоне 60 дБ, погрешность отсчетов не превышает 0,2 %.

Дискретные входные сигналы также нормализуются внешними формирователями до уровней сигналов TTL-логики и поступают через блок сопряжения, параллельный порт с устройством дешифрации адреса и буфер шины данных в ЭВМ. Изменяющиеся во времени дискретные сигналы (частота) измеряются встроенной в плату схемой частотомера, реализованного на ИМС 580ВИ53 и использующего блок опорных частот. Частотомер позволяет измерять частоту / период, длительность импульсов и пауз в диапазоне 0+2 МГц с постоянной относительной погрешностью измерения 2710"6 при времени измерения 1с. Для управления внешними дискретными устройствами на интерфейсной плате реализованы восемь цифровых выходов.

Комплекс включает блок первичных измерительных преобразователей (ПП), ЭВМ типа IBM PC, модуль сопряжения между первыми двумя и пакета программного обеспечения. В основу входящего в блок ПП датчика концентрации положено измерение частоты индуктивно-емкостного контура, изменяющейся в зависимости от процентного содержания трасера в составе исследуемой композиции. Система позволяет работать как с аналоговыми так и с дискретными сигналами.

В экспериментальных исследованиях применялись три трасера: химически чистая поваренная соль, измельченная до размеров частиц 5-100 мкм, железный порошок ПЖ1ВМ1 ГОСТ 9894-84 - ферромагнитный трассер (ФМТ) и алюминиевая пудра (АП). Поваренная соль (NaCl) использовалась для выполнения контрольных экспериментов при исследовании процесса смешивания в СНД. Содержание NaCl в пробах смеси определялось методом титрования. В качестве титранта применяли 0,1 н раствора азотнокислого серебра (AgN03) в дистиллированной воде.

Для интенсификации экспериментальных исследований процесса смешивания и автоматизации измерения концентрации ФМТ и АП в смеси использовался прибор для дискретного измерения концентрации этих индикаторов, разработанный с участием автора в лабораториях ЦНИТ КемТИПП и кафедр «Автоматизация и АСУ» и «Процессы и аппараты пищевых производств»).

Прибор включает первичный частотный преобразователь концентрации и вторичную измерительно-регистрирующую аппаратуру. На рис. 9.1а приведена принципиальная схема первичного преобразователя концентрации индикатора в

смеси. Кроме того, для точной регистрации скоростей вращения валов дозаторов и смесителей была разработана схема измерения частоты вращения ротационных конструктивных элементов экспериментального оборудования (рис.9.16).

В таблице 2 приведены данные, а на рис.9.2 показаны соответствующие им тарировочные зависимости показаний прибора от концентрации индикаторов в двухкомпонентной смеси на основе песка. Тарировочные зависимости определялись также и для других бинарных смесей с теми же индикаторами, где в качестве основного компонента использовались материалы с резко отличающимися физико-механическими свойствами: сухое обезжиренное молоко (COMO), сода кальцинированная, сухие композиции мороженого и пряно-солевые и посолочные композиции.

Заметим, что частота сигнала датчика определялась с учетом измерения концентрации исследуемой смеси, находящейся в эталонной мерной емкости.

Частотный преобразователь концентрации при внесении пробы, содержащей ФМТ, изменяет частоту генерации на 5-10%, поэтому можно считать, что концентрация частиц трассера выполняется с высокой точностью для продолжительного времени. При проведении одного замера точность измерения частоты равняется 10"6, что позволяет определять малые концентрации индикаторов.

Из таблицы 2 и рис. 9.2. видно, что чувствительность концентратомера к индикатору типа ФМТ для диапазона концентраций в пробе от 1% до 100% составляет 8Н =[(235,938-196,336)/( 100-1 )]• 100%=39,6%. В то же время, чувствительность датчика к наличию индикатора АП в диапазоне концентраций от 4% до 80% равна SAI=[(220,668-210,145)/(80-4)]100%=13,85%.

Ri

Рис.9.1. Измерительные преобразователи: а) концентрации индикатора в смеси;

Рис.9.1. Измерительные преобразователи: б) частоты вращения валов дозаторов и СНД

___Таблица 2

№ опыта концентрация % Весовой состав навески, г (масса навески 50 г) Фиксируемая частота сигнала кГц

Основной компонент Трассер Ферромагнитный порошок Алюминиевая пудра

1 0 50 - 235,938 -

2 1 49,5 0,5 235,508 -

3 2 49 1 235,009 -

4 4 48 2 233,957 210,145

5 6 47 3 233,171 210,325

6 8 46 4 232,157 210,701

7 10 45 5 231,086 210,962

8 20 40 10 223,358 212,623

9 30 35 15 220,999 213,840

10 40 30 20 215,139 215,232

11 50 25 25 210,530 216,538

12 60 20 30 206,356 218,067

13 70 15 35 204,242 219,372

14 80 10 40 202,890 220,668

15 90 5 45 199,413 -

16 100 - 50 196,336 -

О 20 40 60 80 100

-концентрация трассера, %

Рис.9.2. Тарировочные зависимости индуктивного датчика концентрации по индикаторам ФМТ и АП

Таким образом, чувствительность разработанного преобразователя концентрации индикатора в виде ФМТ во всех случаях оказалась выше, нежели при использовании индикатора АП:

- при основном компоненте "песок" - в 2,86 раза;

- при "COMO" - в 3,02 раза;

- при "сухая композиция мороженого" - в 3,25 раза;

- при "пряно-солевая композиция" - в 2,95 раза;

- при "посолочная композиция" - в 2,8 раза.

По этой причине в качестве основного индикатора нами использовался ферромагнитный порошок.

Для определения структуры выводимых из дозирующих аппаратов мате-риалопотоков и дальнейшего установления параметров дозирующих сигналов были проведены регистрации расхода материала в установившихся режимах работа дозаторов посредством тензометрических и пьезоэлектрических измерений. Аналоговый сигнал мгновенного расхода материала в потоке фиксировался в цифровом виде в ЭВМ с помощью интерфейсного узла. Дублирование тензосигнала расхода на аналоговом уровне производилось методами магнитоэлектрической и виртуально-компьютерной осциллографии.

С целью автоматизации процесса измерения концентрации и управления фрагментами агрегата используется упомянутый выше мониторинговый комплекс на платформе IBM-PC Р-4 с интерфейсным блоком "объект-PC", внешней системой измерительных преобразователей и интегрированным программным обеспечением на базе Linux.

) Рис. 10. Блок-схема системы сопряжения

В схеме интерфейсного блока (рис.10) использован функционально законченный 10 разрядный АЦП (3) с временем преобразования ЗОмкс и восьмика-нальный коммутатор (2), что позволяет производить программную коммутацию каналов и последовательно снимать аналоговые отсчеты по любому из аналоговых входов. Нормирующие усилители (1) устанавливают диапазон варьирования входного напряжения в пределах +0,255 В.

Разрядность АЦП позволяет снимать аналоговые отсчеты в динамическом диапазоне 60 дБ, погрешность отсчетов не превышает 0,2 %.

Дискретные входные сигналы также нормализуются внешними формирователями до уровней сигналов ТТЬ-логики и поступают через блок сопряжения (7), параллельный порт (4) с устройством дешифрации адреса (6) и буфер шины данных (5) в ПЭВМ. Изменяющиеся во времени дискретные сигналы (частота)

* измеряются встроенной в плату схемой частотомера (9), реализованного на ИМС 580ВИ53 и использующего блок опорных частот (8). Частотомер позволяет измерять частоту (период), длительность импульсов и пауз в диапазоне

* 0+2 МГц с постоянной относительной погрешностью измерения 2-10"* при времени измерения 1 с. Для управления внешними дискретными устройствами на интерфейсной плате реализованы восемь цифровых выходов.

Блок внешних преобразователей включает в себя следующие устройства:

• индуктивный преобразователь - для измерения концентраций смесевых дисперсных материалов, обладающих ферримагнитными, ферромагнитными и парамагнитными свойствами; преобразователь, в частности, включает в себя генератор, формирующий сигн,ал с частотой, определяемой уровнем концентрации заданного компонента, смеси; семейства калибровочных характеристик позволяют определять концентрацию не только однородных веществ, но и сплавных материалов с различным соотношением исходных компонентов;

• преобразователь частоты вращения элементов технологических агрегатов на оптоэлектронной основе; измерение параметров вращения и получение ре-

зультатов производится при помощи встроенного в плату сопряжения цифрового частотомера и соответствующего программного обеспечения;

• измерители динамических функций процесса массопереноса через узлы агрегата на тензометрической и пьезоэлектрической основах; материал, поступающий из дозирующего устройства, регистрируется датчиком, сигнал которого преобразуется схемой усиления и формирования, после чего воспринимается как аналоговый сигнал платой сопряжения с ПЭВМ.

Кроме того, с целью ускорения и автоматизации визуального способа анализа количественных и качественных характеристик многокомпонентных смесей разработаны измерители физико-механических параметров смеси на телевизионной основе, дающие возможность регистрировать технологические показатели в статике и динамике путем оцифровки и ввода телевизионного сигнала в компьютер. Определены и учтены погрешности, создаваемые чувствительными элементами преобразователей, промежуточными звеньями аналогового сегмента измерительного канала, цифровой частью платы сопряжения с РС и алгоритмами обработки.

Программное обеспечение включает в себя пакеты, обеспечивающие работу блоков интерфейса, и реализующие алгоритмы математической обработки измерений.

Информация о состоянии технологического объекта, полученная с помощью мониторингового комплекса, при необходимости может быть использована в корпоративной компьютерной сети, а при наличии выделенного телефонного или радиоканала - передана с локального компьютера на центральный или на удаленный управляемый/мониторинговый пункт.

При исследовании процессов смесеприготовления использовались мелкозернистые и дисперсные материалы с различными физико-механическими характеристиками, широко применяемые в пищевой и других отраслях промышленности.

В четвертой главе приводятся результаты экспериментальных исследований работы СМПА и его узлов.

С целью предварительного демпфирования флуктуаций питающих потоков, что ведет к повышению сглаживающего эффекта, разработан способ асин-фазно-синхронного дозирования гомогенного типа (патент РФ № 2188066). Его суть заключается в том, что дозирование одного и гого же компонента осуществляется двумя устройствами порционного типа, работающими асинфазно-синхронно, и выдающими в сумме количество дозируемого компонента, требуемое рецептурой приготовляемой смеси.

Работа двух дозаторов согласуется таким образом, чтобы один из них выдавал свои дозы в промежутках между дозами другого дозатора и наоборот.

На рис.11 графически представлена реализация указанного режима дозирования. Здесь, помимо сигнала основного дозирования (ДУ1) изображен также сигнал дозирующего дополнения (ДУ2), скважность которого выбирается в соответствии с выражением:

т п ты

> ха СО

ДУ

7У

4

та

ДУ2 (АСС ДУ)

2 та

Рис. 11. Создание асинфазно-синхронного режима дозирования

С целью снижения флуктуаций концентрации компонента в составе многокомпонентной смеси, его расход через оба дозатора принимается одинаковым и рассчитывается по формуле:

е Л,^

Хт,, = -

(29)

га л,+¿2

На рис.12 приведена зависимость, по которой выбирается диапазон значений интервала формирования доз компонента дополняющим дозатором. Заштрихованная область является оптимальной при выборе режима гомогенного дозирования, обеспечивающего минимизацию пульсаций выходных материалопотоков.

В качестве средства, интенсифицирующего процесс смесеприготовления, предложен режим с наличием импульсной рециркуляции. Его суть заключается в том, что с целью уменьшения флуктуаций входных дозирующих потоков на входе смесителя канал рецикла настраивается таким образом, чтобы выдавать Л-импульсы (порции материала) синфазно с минимумами суммарного дозирующего сигнала, формируемого блоком ДУ. При этом повышается величина относительного значения постоянной составляющей на периоде сигнала дозирования, а также происходит выравнивание переменной составляющей; полоса спектра сужается (в том числе повышается и нижняя граница спектра), что приводит к снижению пульсаций как таковых, а это, в свою очередь, приводит к улучшению сглаживания.

15

- 2,о

! >.,

; 1,з 3.0

1 2>° 2,0

; з,о 1.5

\ 4,0 1.33

: 5.о 1,25

; 10 0 1,11

К = 2,0

а,-

Рис.12. Выбор скважностей при гомогенном дозировании

Подобный режим рециркуляции позволяет снижать (общий) коэффициент рецикла без ущерба для качества смешивания, что улучшает экономические по-

казатели смесителя (производительность, энергоемкость) по сравнению со статичным (постоянно действующим) рециклом.

С целью оценки степени интенсификации смесеприготовления в агрегатах с центробежным СНД и режимами дискретно-непрерывного дозирования компонентов сухих смесей (сухих многокомпонентных молочных смесей, посоль-ных и пряно-солевых смесей для приготовления рыбных пресервов и посолочных композиций для приготовления мясных продуктов) проведено исследование функционирования агрегата в частотной области, в результате которого были выявлены сглаживающие свойства смесителей при заданных уровнях интенсивности входных дозирующих потоков, рассчитаны частотные годографы смесителей и определены значения периодичности работы дозаторов для обеспечения заданных величин сглаживания. Формы характеристик сглаживания пульсаций входных потоков от порционных дозаторов смесителем второго порядка с запаздыванием в виде зависимости

I Я, =СОП51

приведены нарис.13.

Таблица 3

(0, с"1 Коэффициент обратной степени сглаживания Я(ш) Максимальная фаза (при ш = 10.0, с'1), град.

- 354.2 - 353.7 -352.3 -353.3 -351.8 - 349.6 -354.7 - 354.4 -53.6

Мин.фаза, град.

- 17.62 - 22.73 -35.88 - 11.15 - 17.06 -24.94 [24.21 - 34.58 - 50.09

Параметры смесителей

Т2= 10.9 с. Т2= 6.3 с. Т2= 17.989 с.

Т1,с. Т1,с. Т1,с.

26.02 35.7 64.2 14.5 252 40.4 37.82 59.6 104.6

1 2 3 4 5 6 7 8 9

0.01 0.9787 0.9518 08466 0.9935 0.9733 0.9304 0.9625 0.8791 0.7018

0.05 0.6753 0.52035 0.3077 0.8643 0.6447 0.4513 0.525 0.333 0.1906

0.1 0.3833 02797 01557 0.6368 0.3859 0.2448 0.2277 0.1567 0.0935

0.25 0.1085 0.0903 0.0575 0.2538 0.1537 0.0974 0.0469 0.0407 0.0306

1.0 0.0082 0.00812 0.00745 0.0242 00216 0.0178 0.00308 0.00305 0.00295

10.0 0.000084 0000084 0.00084 0.00025 0.00025 0.00025 0.00003 0000031 0.000030

Рис.13. Зависимость сглаживающей способности смесителя от частоты и скважности дозирования (— артифакт модельной реализации)

Анализ данных таблицы 3 показывает, что для обеспечения требуемого значения относительного коэффициента сглаживания s дозаторы должны быть настроены на частоты не менее тех, что указаны в таблице. Так, для обеспечения относительного коэффициента сглаживания входных пульсаций в центробежном СНД с максимальными значениями параметра Т1 (им определяется инерционность смесителя) при заданном значении параметра Т2 (6,3 с.) в диапазоне от 6,42 относительных единиц (o.e.) до 17,4 o.e., требуется обеспечить настройку ДУ на частоту формирования дозы в диапазоне 0,1...0,25 с-1 и, соответственно, при частоте дозирования не менее 0,25 с-1 (период формирования дозы не более 25 с.) степень сглаживания пульсаций окажется не хуже 17,4 o.e.

Передаточная функция смесеприготовительного агрегата с учетом прямоточного, форвард-канала (опережающего) и двух рецикл-каналов имеет вид: j____ехр(- ct)^4 + gy + g2s1 + g,s + g<)___

'd„s' + dts' + d2i expf- is)s3 + d21s' + d3l exp(- rs)s2 + ... d,2sJ + dM exp(- ts)s + dt2s + dn + d5i exp(- zs)

exp(-

I dts-'

ji.O.n

я„—к,тггтгтЛ-и-кЛ-1 + к.)

h „ {KfT22Tr+TrTri!KfTl+TrTrJKnTf +... \+-TrTrdKmKfT/+KfT2lTrd

1)

K,

'{Т,-Т1+ТгКт+КтТ,)гы + ¥rKmTf - TT, - T'

+...

+ -TT„K.,

■тгкшт,-тыктт,

+...

TrdKm+TrdKf-T^KmKf+TrKf+... + -TrKmKt +KfT,+KmT,-KmKiTr+TKl

g4 = (Krd -1 t-Km-Kf + KmKfX-\ + Kr) d0=-TrdT2TrTf

di=[- (T?TrTf )- (г2Тг + TfTtTr + TfT2 У^ ] d2l=(K,-\)Krd(-KfT22jrr

d22 = [fc - Tf y22 - TfTJr - [(rr + Г, )7> + (1 - KrKj у2 + T<r, \rd ] rf3, = (Kr -1 )Krd(- KfTl - TrKsTx - TrKmTf + TrKmKfTf) {KrKfTt + KrKmTf - KrKmKfTf -Tr-Tv- Tfyrd -... + (Г|7"г + Г22 - KrKfT2 + TfTr + TfTx) (Kr -1 )Krd{-KfTx - KmTf + KmKfTf)+ ... + {Kr-\)Krd(-Km-Kf+KmKfyr

(К,-1)

d32 =

(30)

Й?42 -КГК11\ + кгкттг - КгКтК/Т/ -Тг -Т]-Т/ +... +тг!1кгкг +Тгс1КгКт -ТгйКгКтК, -Тга <^51 ~(КГ "')(" Кт-к/+ктк/)к^ <*52 = -(- Кг*Г - КГКЯ + КгКтКг + О

где = 0,4 и ^,, у = 0,5 - коэффициенты полиномов числителя и знаменателя.

С учетом вариаций режимно-конструктивных параметров блока дозаторов и смесительного устройства получены функциональные зависимости сглаживания флуктуаций материалопотоков на предсмесительной стадии и на выходе агрегата; выявлено влияние асинфазности дозаторов в режиме мультидозирования на флуктационные характеристики суммарного дозирующего потока; определены оптимальные значения коэффициента пульсаций Кр, что является важным при настройке дозаторов и смесителей, обеспечивающей равномерные потоки на входе в смесительное устройство; зависимости сглаживания от частоты сигнала и параметров форвард- канала, а также от параметров рецикл- каналов, и, наконец, идентифицирован эффект сглаживания при работе глобального рецикл- канала в импульсно- гармоническом режиме.

На рис.14 показано влияние параметров каналов направленной организации потоков на сглаживающую способность смесительного устройства.

а) б) в)

Рис.14. Зависимость сглаживающей способности смесительного устройства от коэффициентов передачи каналов параллельного переноса и рециркуляции

В таблице 4 приведены результаты оценки показателя качества смешивания (коэффициента неоднородности Ус по нитриту натрия в составе посолочной композиции) и относительного коэффициента сглаживания флуктуаций входного материалопотока центробежным смесителем (5°) при варьировании скважности интервала формирования дозы в ПДУ /1=1,2...4,0; коэффициент статического рецикла Кг равен 0,25; параметры смесителя: Т2=10,9 е.; Т1=64,2 с. Графическое отображение данной информации приведено на рис.15.

Скважность дозирования

Рис.15. Определение связи между коэффициентом неоднородности смеси и степенью сглаживания дозирующих потоков (таблица 4) при частотах порционного дозирования: 1) ю=3,14 с'1; 2) а>=1,57 с"1; 3) со=0,785 с'.

5, о.е.

В пятой главе рассматривается проблема нестационарности в описании процессов непрерывно-действующих смесеприготовительных агрегатов.

Исследовательские работы, проведенные экспериментально на полупромышленных смесительных комплексах для приготовления многокомпонентных дисперсных композиций, позволяют сделать вывод, что смесительные процессы на сигнальном уровне представляют собой нестационарные процессы с изменяющейся во времени частотой.

_____ Таблица 4

скважность Я показатели качества процесса смешивания параметры сигнала дозирования: период, Тс1, с. (частота, со, с"1); Хт = ^-' 7У

2,0(3,14) 4,0(1,57) 8,0 (0,785)

1,2 0 5 495 325 75

Ус 1,8 2,03 2,82

2,0 0 485 310 65

Ус 1,92 2,20 2,95

4,0 0 5 480 290 60

V, 2,14 2,59 3,16

Преобразование Фурье (ПФ) является традиционным средством спектрального представления сигналов и служит для декомпозиции сигнала на комплексные экспоненциальные функции различной частоты.

Однако содержащиеся в выражениях ПФ вещественные гармонические функции не обладают локализацией во временной области, но имеют абсолютную локализацию в частотной. Поэтому с их помощью можно выполнить анализ сигнала с хорошим разрешением по частоте (а>разрешение), но не по времени (/-разрешение).

С целью частичной компенсации этого недостатка используют кратковременное преобразование Фурье (КПФ). Оно заключается в отображении на осциллограмме исследуемого сигнала *(<) анализирующего скользящего окна с фильтрующей функцией МО

со

*и/,т)х= |х«Ц'-г)ех р(-у2я//)Л, (31)

—00

где г - сдвиг фильтрующего окна с фиксацией центра ширины окна в точке 1=г,/- текущая частота в спектре сигнала.

Проблема КПФ - в наличии частотно-временной неопределенности (принцип Гейзенберга: Л?Л/=С, С - ненулевая константа), которая устанавливает невозможность фиксации точных спектральных компонент в определенные моменты времени.

В качестве альтернативного метода анализа нестационарных сигналов ма-териалопотоков. свободного от указанных недостатков, предложен метод вейв-лет-преобразования как средство отображения нестационарных сигналов. Непрерывное вейвлет-преобразование записывается в виде интегральной свертки:

]*(0(32) ^^материнская (базисная) вейвлет-функция (ВФ); т- смещение анализирующего окна; 5 - масштаб ВФ.

Базисный набор ВФ генерируется на основе базисного вейвлета при помощи сжатий (.ч) с сохранением нормы И2 = (|ЯИ')|2^0 '2 0 пространстве !}(М)

^,(0:=^,о(0-2"У(2'0! '"еЯ и сдвигов (г) 1//л(1)=у/1(1-к2-ч)=2"11р(21-к), При этом для восстановления сигнала по коэффициентам разложения используется формула:

*<о=IЕ2 '2 Х{-2" >2~' ' - *) ■

В шестой главе разрабатывается применение вей влет-теории для анализа нестационарных смесеприготовительных процессов методом вейвлет-поиска соответствия.

Для улучшения адаптивности представления реальных материалопотоков генерируется избыточный тезаурус основных волновых форм посредством варьирования масштаба, смещения и модуляции одной оконной функции: = —, 4 - частотная модуляция.

Индекс I = (£, б, т) описывает набор параметров. Оконная функция «</) обычно четная, и ее энергия сконцентрирована главным образом вокруг г во временном домене, пропорциональном 5. Из тезауруса выбираются волновые формы, наилучшим образом соответствующие структуре сигнала, то есть оптимально объясняющие его вариации. Далее можно определить оптимальную аппроксимацию как процедуру.минимизацию ошибки г аппроксимации сигнала ХО посредством М волновых форм:

* = |/"£{/.*;>,, | = ™»- (33)

Разложение материалопогокового сигнала по такому избыточному словарю может быть найдено средствами алгоритма вейвлет-поиска соответствия (ВПС).

На первом шаге итеративной процедуры выбирается вектор, дающий наибольшее скалярное произведение с сигналом

/ = (/,*,>,.+*7- (34)

Затем остаточный вектор полученнный после аппроксимации ДО в направлении вектора g|0, раскладывается подобным ке образом. Итеративная процедура повторяется по последующим получаемым о&аткам:

(35)

Таким способом сигнал раскладывается в сумму время-частотных атомов, выбранных оптимально соответствующими остаткам сигнала (рис.16):

(36)

*

уровень остаточных векторов /Г/, п = 0,т

1*7.*/.)

1-Я1тге- ¿г 2-я иге I*2/ ¡г/ #/ /Г1/

—► —► —♦ 1-я ите- —► —» т-я

рация рация рация ища-

/Г/

уровень коэффициентов аппроксимации (вейвлет-коэффицентов)

Рис.16. Блок-схема алгоритма вейвлет-поиска соответствия (адаптивной аппроксимации сигнала)

Было доказано, что" процедура сходится кД<)> то есть Нт[|Л"У|| = 0, следовательно /(0 = £< ИГ/, > ^.

РОС НАЦИОНАЛЬНА? БИБЛИОТЕКА С. Петербург { О» Мю '

Визуализация результатов ВПС-декопозиции на время-частотной плоскости производится путем сложения индивидуальных распределений Вигнера каждого из выбранных атомов. Распределение Вигнера функции Д/) определяется как

= — /ехр(- ]сот)Г (г - г/2)/(г + г/2Ут. (37)

еп о

Для получения чистой картины распределения энергии на время-частотной карте перекрестные члены удаляются. В конечном счете, для визуализации плотности энергии на время-частотной плоскости представления сигнала, полученного средствами ВПС, рассчитывается функция

£/('>й>) = 1|< Я"/.*,. Н^'.С'®) (38)

ЯяО

На рис.17 в качестве примера приведены двумерная и трехмерная карты распределений энергий сигнала материалопотока в смесительном агрегате на выходе дозирующего блока в условиях зашумленности (без фильтрации).

Рис.17. Плоскостное и трехмерное распределение энергий нестационарного сигнала материалопотока 34

, «.- >

Представленный моделирующий аппарат дает возможность автоматизировать операции управления смесеприготовительным агрегатом.

С целью эффективного осуществления актов идентификации рабочих режимов системы и введения возможности мониторинга работы смесеприго-товительного агрегата на основе определения контролируемых и/или регулируемых координат был разработан алгоритм (рис.18) преобразования на основе вейвлет-анализа регистрируемых одномерных материалопотоковых сигналов в подконтрольных точках агрегата в двухкоординатный (двумерный) модифицированный сигнал материалопотока (МСМ), регистрируемый во время-частотном пространстве.

Рис.18. Схема преобразования Ш-сигнала в 2,^модифицированный сигнал материалопотока (МСМ-карту)

С заданной точки подконтрольного фрагмента СМПА с помощью первичного преобразователя снимается и регистрируется осциллограмма сигнала расхода материалопотока, которая посредством процедуры оцифровки преобразуется в решетчатую функцию. Полученная дискретная функция проецируется на вейвлет-тезаурус и преобразуется в ряд из словарных вейвлет-функций, подобранных наилучшим образом соответствующими локальным структурам сигнала с помощью алгоритма вейвлет-поиска соответствия и путем расчета вейвлет-коэффициентов. В итоге посредством анализа и преобразования реконструированного в вейвлет-базисе сигнала с помощью распределения Вигнера

а Ы=-Цехр(- '(' - г/2><, ,л (/ + г/2>/г (39)

¿Л о

производится расчет и регистрация время-частотного отображения (карты Вигнера) исследуемого процесса в агрегате в двумерном или трехмерном пространстве (третья координата - интенсивность сигнала, значение авто-корреляционной функции

Ы=НИМ*, ' * М = 2!(/:. ('к.. л Щ1 щ, гЛ (<Мт

£ г я лИ V

Для обработки расходовых сигналов в СМПА использовался время-частотный словарь Габора, в котором вейвлет-функции образованы путем масштабирования (.?), смещения (г) и модуляции (£) Гауссова окна, которое ис-

пользуется благодаря своему свойству оптимально концентрировать энергию сигнала на плоскости для окна

, {(г) = 5 -:' ехр(/£(* - г) - 0,55-2 (? -О2) (41)

В седьмой главе рассматриваются вопросы идентификации, контроля и управления смесеприготовительным агрегатом на базе всплескового преобразования, в частности, с использованием алгоритма вейвлет-поиска соответствия (ВПС). Алгоритм адаптивной аппроксимации материалопотоковых сигналов с помощью ВПС приведен на рис.19. Практическая реализация данного алгоритма осуществляется посредством разработанного мониторингового комплекса.

Задание базисной вейвлет-функции Гаусса, формирующей время-частотный словарь Габора О путем масштабирования (л), смещения (г), частотной модуляции (£) и фазирования(р):

К^УХп-з}-+ где /=(5' б2*)

I

2/Считывание решетчатой функции анализируемого

сигнала *"Н) т=0 - индекс итераций /

;

Задание номера итерации т=т+\

X

Выбор вейвлета (¡''"И. дающего наибольшее калярное произведение с сигналом шах ,["],!/*"

(хт тМу*"!"!) - коэффициент вейвлет-преобразования 1

Вычисление неаппроксимированного остатка

Нет

Получение всплескового представления сигнала

Визуализация плотности энергии спектральных составляющих сигнала на время-частотной плоскости

т.1М'

Рис.19. Алгоритм адаптивной аппроксимации материапопотокового сигнала

36

Реальные процессы смешивания на сигнальном уровне представляют собой нестационарные процессы с изменяющейся во времени частотой. Частота сигнала мгновенного расхода материалов в различных точках смесительного агрегата является при этом времязависимым параметром, причем, интенсивность и форма ее варьирования определяются рядом режимно-конструктивных показателей, характеризующих функционирование составных узлов агрегата (дозаторного блока, питающе-формирующей системы и смесительного устройства).

В условиях автоматизированного агрегата, методы поиска соответствия и время-частотных отображений представляют собой методы, с помощью которых реализуется процедура перестройки оптимального режима блока дозирующих устройств и каналов направленной организации мате-риалопотока (каналы рецикла и опережения). При этом непрерывно во времени производится пересчет время-частотной карты смесеприготови-тельного процесса и, в соответствии с ней, вносятся коррективы, выражающиеся в задании стартовых условий синхронизации и синфазных параметров дозаторов в составе блока дозаторов. Дело в том, что с течением времени амплитудно-частотные параметры дозатора меняются, причем, довольно быстро. Так, например, возникновение видимой «разбежки» в дозирующих сигналах обычно происходит уже через 2-3 мин работы БДУ; к тому же, уход рабочего режима работы дозатора от номинального происходит вследствие «объемного» способа дозирования. Поэтому возникает необходимость посредством импульсов сброса со стороны мониторингового комплекса периодически устанавливать начальные (номинальные) условия во избежание возникновения неблагоприятных условий для перемешивания.

Алгоритмическая схема процедур обработки материалопотокового сигнала и управления объектами приведена на рис.20. На рис.21 представлен алгоритм реализации процедуры формирования управляющих воздействий, указанной в блоках 3, 4, 5 (рис.20). В соответствии со схемой формируются управляющие воздействия в виде напряжения питания постоянного тока - ЛС//+У, подаваемого на двигатель дозатора в случае девиации опорного время-частотного атома за пределы зоны (фрейма) его допустимых перемещений (рис.21 - для дозаторов дискретного и непрерывного действия), соответствующей (-го) номинальному режиму работы дозатора.

Исследования показали, что эффективное управление агрегатом уже возможно при возникновении «разбежки» значений результирующих показателей вектора параметров в диапазоне 10.. 15% по время-частотной карте. Исполнительными механизмами дозаторов являются двигатели постоянного тока. Режим работы дозатора зависит от напряжения питания, определяющего рабочую частоту в спектре сигнала. На рис.22 представлены зависимости рабочих частот дозирования от режимов работы дозирующих устройств.

Рис.20. Схема обработки сигнала и управления агрегатом: ИМК - интерфейс мониторингового комплекса; ДИМ - исполнительные механизмы блока дозаторов; ОЭ - отражаю-1 ГЦий элемент канала внутреннего рецикла

о! блока 3.2 (ириске) | | Иасче!

иремя-часюгнои карты 0-к|й акт регистрации)

Витальный мониторинг

» гскушсто режима работы_расстояния (периода

блока дотгорое

Рп не грация межатомного Приведение доучерипй

формирования ДОЗЫ - Д1»)

А

Р.кч«г нречм-часклной Фиксация опорно! о Изменение частоты

каргы н (j+*)-aicie "атома" вращения двигателя

регистрации (j-ый акт) фреймом и

номинальном режиме

координаты дозатор* к номинальному вил)

Е

Peí ист рация периода дозирования я (j+t>)-M акте - Atj+o Сравнение Atj+u с At„ получение AUj+t,

Подача напряжений управления ив НИИ! атель постоянною гока

Рис.21. Алгоритмическая схема формирования управляющих воздействий

2 4 6 8 10 12 14 16 18 20с 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20с

Рис.22. Одномерные сигналы дозаторов и их двумерные управляемые координаты, соответствующие номинальным (а) и возмущенным (б) (текущим) режимам работы дозаторов с зонами допустимых перемещений время-частотных атомов: 1) порционного и 2) непрерывного действия (спирального)

8 10 12 14 16 18 20 22 режим работы (напряжение питания В) 2,5 3,5 4,5 5,5 6 6.5 7.5 8 9 9,5 10 частота вращения спирали об/с

20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120

режим работы (напряжение питания В) 4.7 3.3 2,7 2.3 2.1 1.9 1,7 1.5 1.4 1,3 1.2 период дозирования, с

30 40 50 60 70 80 90 100 110 120

режим работы (напряжение питания. В) 0.25 0,35 0.45 0.55 0,6 0.65 0.75 0.8 0,9 1 частота вращения шнека, об/с

Рис.23. Зависимости рабочих частот (периодов) дозирования от режимов работы дозирующих устройств: а) спирального; б) шнекового; в) порционного

Установленные зависимости (рис.23) позволяют" Проводить интерактивное моделирование? про^ё^сов садесаприготовления и Управлять динамикой режимов рабо"ф дфато^Ь.'?1ри эт^>м, разработанная векторная автоматизированная систему,управления и^'Динамиф)й включает в себя N скалярных цифровых сегментов! а

скалярный слои прямой + 3--з

цепи управления ,)-м доз-ром 4*- 51- у'-й скаляр

ДУ,

Рис.24. Цифровой сегмент схемы управления динамикой БДУ (егоу'-й скалярный слой)

Расчет карты Вигнера

7 Идентификация (детектирование и распознавание) Отображения

расхода у-го дозатора • ♦

* Определение» периода (частоты) текущего расхода (Тр/}

9 Определение текущего напряжения цепи якоря ДПТ ((/„) по тарироврч-ным характеристикам

Каждый из них имеет структуру системы управления с обратной связью, которая формируется на базе многомерной переменной в виде время-частотного отображения (модифицированного одномерного сигнала мате-риалопотока - МСМ-карты). Цепь обратной связи формируется из четырех блоков; первые три реализованы на цифровой основе с применением методов адаптивной аппроксимации и преобразования одномерных сигналов в многомерные, четвертый - на цифро-аналоговой, с определением текущих значений напряжения, подаваемого в виде сигнала рассогласования через электромашинный усилитель на объект управления - двигатель постоянного тока;. последние образуют цепь прямого канала системы автоматического регулирования.

Цифровой модуль обратной связи в схеме векторного управления блоком дозаторов

-а

Скалярный сегмент ОС в цепи управления у-м дозатором —

— =1

Г

7 = 1,ЛГ

б)

I

ос2Сп

БДУ:

Ьо

Рис.25. Векторное представление каналов управления БДУ:

а) отображение блоков 6-9 рис.24; б) векторная САР текущим режимом БДУ с квадратичной ОС

На рис.25 в обобщенной форме представлены фрагменты цифрового модуля обратной связи в схеме управления блоком дозаторов - БДУ (рис.25 а) и локальной векторной САР его режимами работы (рис.256).

В восьмой главе приведены результаты промышленной реализации разработанной автоматизированной системы мониторингового управления сме-сеприготовительным агрегатом.

Кроме того, в Приложениях даны конкретные математические процедуры для моделирования динамики и управления режимами работы смесительного комплекса.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ И ВЫВОДЫ

Диссертационная работа является научной квалификационной работой, в которой содержится решение проблем создания и моделирования автоматизированных систем мониторингового управления, имеющих существенное значение для различных отраслей промышленности.

В диссертационной работе получены следующие основные результаты и выводы:

1. В системах непрерывного смесеприготовления протекают сложные многостадийные процессы, включающие этапы дозирования, перемещения отдози-рованного материала по транспортно-формирующей системе в зону смешивания и взаимодействия питающих потоков с элементами смесительного устройства. Следовательно, данные процессы должны рассматриваться комплексно, с учетом исследование всех фаз.

2. Моделирование реальных процессов дозирования и смешивания методами энтропийно-информационного и стохастического подходов, а также методов механики сплошных сред, не позволяет выявлять совместное влияние многих значимых факторов, в частности, предварительного снижения флуктуаций питающих потоков посредством задания комплексного вектора их параметров, на качественные характеристики готовой смеси. С целью изучения процессов дозирования и зависимого от них процесса смесеприготовления целесообразно использовать системные методы исследования.

3. Наиболее целесообразным способом анализа системы смесеприготови-тельного агрегата является комбинация аппарата теории передаточных функций и совокупности способов, позволяющих описать смесеприготовительный агрегат как управляемую динамическую систему. Передаточные функции систем удобно определять по структурной схеме в виде сигнальных графов с использованием топологической формулы Мейсона.

4. Традиционное средство спектрального представления сигналов - преобразование Фурье - не обладает локализацией во временной области, но имеет абсолютную локализацию в частотной. Поэтому с его помощью можно выполнить анализ сигнала с хорошим разрешением по частоте, но не по времени. Проблема кратковременного преобразования Фурье - в наличии частотно-временной неопределенности, которая устанавливает невозможность фиксации точных спектральных компонент в определенные моменты времени.

5. При моделировании переходного процесса смесительного устройства в случае произвольного возмущающего воздействия со стороны дозаторного блока, применен ЬоДход, ^'соответствии с которым определяются реакции на входной сигнал, представленный Фурье-моделью. Определены режимные параметры таких воздействий со стороны дозаторов непрерывного действия и порционный дозирующих устройств.

6. Предложен и описан способ расчета выходных координат многомерной системы в виде ее реакций на произвольный вектор возмущающих входных воздействий методом переменных состояния системы. Возможность представления процессов через состояние системы, упрощает не только запись уравнений, но и их решение, и позволяет вести комплексное исследование смесепри-готовительной системы.

7. Поскольку в реальных условиях отсутствует возможность измерения всех переменных состояния, сформирована математическая модель агрегата в пространстве состояний при технической регистрации одной из его доступных переменных. В качестве измеряемой координаты принята переменная на выходе смесительного устройства, при этом редуцированные наблюдатели восстанавливают (л-1) переменных состояния.

8. Разработанный экспериментальный стенд для комплексного исследования объекта управления (смесеприготовительного агрегата или его фрагментов) позволяет решать проблемы, связанные с регистрацией первичных материалопо-токовых сигналов измерительной аппаратурой, их обработкой (включающей необходимые виды фильтрации) посредством управляющего мониторингового аппаратно-программного комплекса и формированием управляющих воздействий в цифровом и аналоговом видах.

9. Анализ разработанных моделей в терминах пространства состояний показал, что векторно-матричная модель агрегата с векторным входом имеет более компактную форму записи, требует меньших затрат времени на свое формирование и технических ресурсов на численную реализацию расчетов при моделировании рабочих режимов. Данная модель - совместно с квазискалярной -формирует научную основу одного из блоков комплексной системы моделирования смесеприготовительного агрегата, отвечающего за проведение технологического моделирования в пространстве состояний.

10. Путем моделирования структурного аналога полной схемы смесеприготовительного агрегата в пространстве состояний установлено, что в диапазоне варьирования (от 0,25 до 0,65) коэффициента внутренней рециркуляции инерционность агрегата при производстве смесей существенно возрастает, что ведет к снижению коэффициента неоднородности смесевых композиций.

11. Проблему недостаточной подготовленности материапопотока по его рас-ходно-временной структуре на предсмесительной стадии можно разрешить путем применения способа гомогенного асинфазно-синхронного дозирования. При этом сохраняются высокие значения крутизны фронтов формируемых доз в порционном дозировании и могут поддерживаться произвольные величины скважности дозирования Я. Данный вид дозирования обеспечивает позитивное влияние на качественные показатели конечной смеси.

12. На основании передаточной функции смесительного устройства, сформированной по его топологической структурной схеме, определен характер влияющих факторов. К ним относятся параметры инерционности смесителя, постоянные времени и коэффициенты передачи опережающего канала и рецир-кулирующих (локального и глобального) каналов, а также параметр запаздывания в передаточно-формирующем узле. Выявлено прямое влияние коэффициентов рецикла каналов обратных материалопотоков и частоты дозируемого потока, обратное влияние расхода через опережающий канал и практически инвариантное воздействие инерционных параметров смесителя на величину сглаживающей способности смесительного устройства.

13. На основе сравнения спектральных преобразований (стандартного и кратковременного) и вейвлет-преобразования сделано заключение о необходимости применения аппарата вейвлет-преобразований как одного из основных средств, формирующих базовую математическую платформу научно-технических основ создания, анализа и моделирования систем управления процессами в смесительных агрегатах и комплексах непрерывного действия.

14. Для выполнения эффективной обработки регистрируемых материалопото-ковых сигналов применен алгоритм вейвлет-поиска соответствия, благодаря ко-

торому производится аппроксимация сигналов наборами вейвлет-функций из специализированных время-частотных словарей (тезаурусов) С целью возможности визуального семантического представления одномерных переменных (потоков) последние посредством квадратичного распределения модифицируеются в двумерные / трехмерные отображения, которые могут интерпретироваться как динамические текущие спектры материальных потоков в агрегате. Описаны процедуры адаптивной аппроксимации технологических сигналов вейвлет-функциями, генерируемыми в рамках время-частотного избыточного словаря; они позволяют точно (во всем частотном диапазоне материалопотоковых сигналов) И Оперативно воспроизводить восстановление одномерных расходовых сигналов в вейвлет-среде,

15. В качестве аппроксимирующего базиса при анализе сигналов используется базис вейвлет-функций Габора с тетрадой параметров г,£ <р (соответственно: смещения, масштаба, частоты модуляции и начальной фазы), дающий возможность с высокой точностью восстанавливать реальные анализируемые материалопотоковые сигналы.

16. Для целей визуализации и облегчения управления динамикой одномерных материалопотоковых процессов предложен и используется двухступенчатый подход при их обработке: на первом этапе производится аппроксимация сигналов методом вейвлет-поиска соответствия, на втором - их преобразование в 20-формат. Специфические особенности непрерывных смесеприготовитель-ных процессов требуют применения нетрадиционных аппаратов вейвлет-преобразований и время-частотных распределений - при реализации процессов обработки технологической информации и формирования условий для управления фрагментами смесительного агрегата в рамках цифровых автоматизированных систем с обратными связями по многомерным координатам.

17. Разработана технология адаптации алгоритма вейвлет-поиска соответствия применительно к обработке нестационарных по частоте материалопотоковых сигналов; это позволило эффективно: а) идентифицировать и контролировать специфические режимы работы дозирующих устройств, обусловленные заданной технологией получения смесевых композиций; б) управлять динамикой смесеприготавительного агрегата, используя при этом карту модифицированного сигнала материалопотока (каргу Вигнера) в качестве регулируемой двумерной время-частотной координаты, что, в конечном счете, позволяет рационализировать процесс производства высококачественных смесей.

18. Алгоритм вейвлет-поиска соответствия с габоровским словарем обеспечивает наиболее точное описание время-частотных структур среди доступных в настоящее время методов, так как он описывает представленные в сигнале структуры в терминах их времени возникновения, частотного и временного охвата, амплитуды и фазы - с разрешением, которое может быть настроено до теоретических пределов.

19. Поскольку смесительная аппаратура (смеситель, каналы направленной организации потока) аппроксимированы звеньями первого / второго порядков и обладают свойствами низкочастотного фильтра, то определенные высокочастотные составляющие сигнала материалопотока, имеющие место на этапе дози-

рования, могут отсутствовать в спектре сигнала на выходе СМПА и / или в локальном, глобальном рецикл-каналах, и, следовательно, их невозможно использовать для целей управления, т.е сигналы материалопотока, регистрируемые на выходе смесительных аппаратов, пригодны для управления дозирующими устройствами, работающими с относительно низкими частотами в спектре мате-риапопотоковых сигналов.

20 На базе вейвлет-анализа разработан способ мониторингового управления производственным процессом смесеприготовления, обеспечивающий непрерывный анализ смесей, управление процессом дозирования и динамикой смесительного узла с воздействием па вектор параметров последнего. Автоматизированное управление соответствующим фрагментом реализуется путем дискретного формирования обратной связи в ждущем режиме. Такие процедуры управления могут использоваться в БСАОА-подобных системах.

21. Разработаны научно-технические основы создания и моделирования автоматизированных систем управления непрерывными смесеприготовительными процессами, использующие принципиально новый подход, базирующийся на применении аппаратов вейвлет-преобразования и время-частотных распределений.

22 Сформированы концепции создания систем управления с обратными связями на основе многомерных время-частотных переменных состояния. Это позволяет - совместно с функцией управления - реализовывать функцию визуального мониторинга текущих режимов работы агрегата, обогащающую семантическую основу процедуры управления.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах.

ПЕРЕЧЕНЬ ПУБЛИКАЦИЙ

Монографии

1. Федосенков, Б.А. Процессы дозирования сыпучих материалов в смесе-приготовительных агрегатах непрерывного действия - обобщенная теория и анализ (кибернетический подход) / Б.А. Федосенков., В.Н. Иванец. - Кемерово, 2002.-216 с.

2. Федосенков, Б.А. Моделирование и управление динамикой непрерывных смесеприготовительных процессов в пространстве состояний и вейвлет-среде / Б.А. Федосенков. - Кемерово. 2005. - 174 с.

Статьи в научных журналах, сборниках и других изданиях

3 Построение математических моделей технологических объектов / Назаров О В , Новожилов И.М., Федосенков Б.А., Карпенко Д.В , Иванец В.Н. - Ленинград: 1986.-64с.

4. Исследование и расчет систем управления с применением комплекса программ «АРДИС» / Котченко Ф.Ф., Кузьмин H.H., Пошехонов Л.Б., Федосенков Б.А., Иванец В.Н. - Ленинград: 1986. - 64с.

5. Иванец В.Н. Системный частотно-временной анализ процессов смешивания сыпучих материалов при периодических изменениях входных концентраций / Иванец В.Н., Федосенков Б.А. II Технология сыпучих материалов - Химтехника-86: Матер. Всесоюз. конф., Белгород, 1986. - Белгород, 1986. - 4.2. - С.33-35.

6. Иванец В.Н. Методы интерактивного машинного моделирования смесительных систем / Иванец В.Н., Федосенков Б.А. // Технология сыпучих материалов - Химтехника-86: Матер. Всесоюз. конф., Белгород, 1986. - Белгород, 1986. -4.2. - С.15-18.

7. Иванец В.Н. Интерактивные методы машинного моделирования процессов получения пресскомпозиций полимерных материалов / В.Н. Иванец, A.C. Курочкин, Б.А. Федосенков // Процессы и аппараты производства полимерных материалов, методы и оборудование для переработки их в изделия: Докл. Все-союзн. конф., Москва, 1986. -М.: МИХМ, 1986. - Т.2. - С. 14.

8. Иванец В.Н. Методы анализа процессов смешения при дискретной подаче материалов в смесительный аппарат / В.Н. Иванец, Б.А. Федосенков // Разработка теории и конструктивного оформления процессов тонкого измельчения, классификации и смешения материалов. - Иваново: ИХТИ, 1988. - С. 69-75.

9. 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.

10. Технические средства микропроцессорных распределительных систем управления / Антонов В.Н., Федосенков Б.А., Иванец В.Н.. Наседкин A.B., Федоров М.С. - Ленинград: 1988. - 72 с.

11. Элементы и устройства автоматических систем / Безвиконный А.А, Федосенков Б.А., Виноградов Е.Г., Иванец В.Н., Соловьев Н.В. - Кемерово, Ленинград: 1990. - 32 с.

12. Иванец В.Н. Выбор режима работы смесительного агрегата при непрерывном дозировании / В.Н. Иванец, Б.А. Федосенков // Процессы в зернистых средах: Межвуз. сб. научн. тр. - Иваново, 1989. - С. 51 -56.

13. Иванец В.Н. Разработка математического описания технологического процесса смесеприготовления из сыпучих материалов / В.Н. Иванец, Б.А. Федосенков // Кемеровскому Технологическому Институту Пищевой Промышленности 25 лет: достижения, проблемы, перспективы: Сб. ст. - Кемерово, 1998. - 4.2. -С. 40-47.

14. Иванец В.Н. Топологический способ анализа смесительной системы на основе сигнальных графов / В.Н. Иванец. Б.А. Федосенков // Кемеровскому Технологическому Институту Пищевой Промышленности 25 лет: достижения, проблемы, перспективы: Сб. ст. - Кемерово, 1998. - 4.2. - С. 47-54.

15. Федосенков Б.А. Методы частотно-временной Локализации при анализе процессов приготовления сыпучих пищевых смесей / Б.А. Федосенков, В.Н. Иванец // Известия ВУЗов. Пищевая технология. - 1999. - №4. - С. 75-78.

16. 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.

17. Федосенков Б.А. Математическое моделирование технологического процесса смесеприготовления в непрерывнодействующих агрегатах / Б.А. Федосенков, В.Н. Иванец // Вестник МАХ. - 2001. - №1. - С. 39-42.

18. Федосенков Б.А. Применение всплесковых преобразований для контроля и управления работой смесительного агрегата / Федосенков Б.А.. Антипов Е.В. // Комбинированные продукты питания и рациональное использование сырьевых ресурсов: Сб. научн. тр. - Кемерово, 2001.

19. Федосенков Б.А. Применение частотного анализа для оценки степени интенсификации смесеприготовления / Федосенков Б.А.. Антипов Е.В., Поздняков Д.Л. // Комбинированные продукты питания и рациональное использование сырьевых ресурсов: Сб. научн. тр. - Кемерово, 2001.

20. Федосенков Б.А. Особенности технологии порционного дозирования сыпучих материалов / Б.А Федосенков, В.Н Иванец, Д.Л. Поздняков И Хранение и перераб. сельскохоз. сырья. - 2003. - № 2. - С. 20-22.

21. Федосенков Б.А. Мониторинговое управление нестационарными процессами дозирования и смешивания / Б.А. Федосенков, А.Л. Чеботарев, Е.В. Антипов // Химическая промышленность. - 2003. - № 6. - С. 33-38.

22. Федосенков Б.А. Кибернетическое моделирование смесеприготовительного агрегата на базе метода переменных состояния / Б.А. Федосенков, В.И. Иванец, Е.В. Антипов // Математические структуры и моделирование: Сб. научн. тр. / Под ред. А.К. Гуца. - Омск: Омский гос. ун-т., 2002. - Вып. 10. - С. 92-105.

23. Федосенков Б.А. Обобщенная математическая модель дискретного дозирования сыпучих порошкообразных материалов / Б.А. Федосенков, А .Л. Чеботарев, Е.В. Антипов // Известия ВУЗов. Пищевая технология. - 2003. - №2-3. - С. 76-80.

24. Федосенков Б.А. Применение метода переменных состояния для описания фрагментов смесеприготовительного агрегата / Б.А. Федосенков, Е.В. Антипов, Д.Л. Поздняков // Известия вузов. Пищевая технология. - 2003. - № 2-3. -С. 98-102.

25. Федосенков Б.А. Технологический мониторинг смесеприготовительного агрегата методами вейвлег-анализа / Б.А. Федосенков, А.Л. Чеботарев, Ё.В. Антипов // Хранение и перераб. сельскохоз. сырья. - 2003. - №5. - С. 71-72.

26. Федосенков Б.А. Построение моделей фрагментов смесеприготовительного агрегата в пространстве состояний / Б.А. Федосенков, Д.Л. Поздняков, Е.В. Антипов // Фундаментальная и прикладная математика.-2003.-№1.-С. 56-61.

27. Федосенков Б.A. Cybernetic modeling the mixture-producing aggregate with the state-space method terms / Б.А. Федосенков, E.B. Антипов, B.H. Иванец // Mathematical reviews (USA). - June 2002.

28. Федосенков Б.А. Cybernetic modelling of a mixing aggregate in the technological state space / Б.А. Федосенков, E.B. Антипов, B.H. Иванец // Zentralblatt fbr Mathematik [J] Mat. Strukt. Model. - 2002. -№ 10.

29. Федосенков Б.А. Особенности технологии приготовления сыпучих многокомпонентных пищевых продуктов / Б.А. Федосенков, В.Н. Иванец, Д.Л. Поздняков // АПК. Достижения науки и техники. - 2002. - №9. - С. 25-28.

30. 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.

31. Федосенков Б.А. Управление смесеприготовительным агрегатом на базе вейвлет-преобразований / Б.А. Федосенков, А.С. Назимов, А.В. Шебуков // Автоматизация и современные технологии. Автоматизация научно-исследовательских и производственных процессов. - 2004. - №8. - С. 7-13.

32. Федосенков Б.А. Управление смесеприготовительным агрегатом / Федосенков Б.А., Шебуков А.В. // Технология и техника пищевых производств: Сб. научн. тр. - Кемерово, 2004. — №1. - С. 161-166.

33. Федосенков Б.А. Теоретические аспекты мониторингового управления динамикой смесеприготовительных процессов средствами всплескового анализа / Федосенков Б.А. // Технология и техника пищевых производств: Сб. научн. тр. -2004. -№1. - С.167-172.

34. Федосенков Б.А. Анализ и идентификация материалопотоковых сигналов методами вейвлет-преобразований / Федосенков Б.А., Назимов А.С. //Технология и техника пищевых производств: Сб. научн. тр. - 2004. - №1. - С. 174-177.

35. 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. -21с.-Деп. в ВИНИТИ, № 2182-В2003.

36. Управление смесительным агрегатом / Федосенков Б.А., Иванец В.Н., Назимов А.С., Шебуков А.В. // Технология и техника пищевых производств: Сб. научн. тр. - 2004. - № 1. - С. 177-181.

37. Федосенков Б.А. Способ формирования управляющих воздействий в вейвлет-среде при производстве пищевых композиций в агрегатах непрерывного действия / Б.А. Федосенков, А.В. Камалдинов, В.Н. Иванец // Хранение и пе-рераб. сельскохоз. сырья. - 2005. - № 6. С.59-61.

Патенты и авторские свидетельства РФ

3d. Патент Российской Федерации № 2188066. Способ дозирования сыпучих материалов. / Федосенков Б.А., Иванец В.Н., Иванец Г.Е., Поздняков Д J1., Антипов Е.В. (Россия). - Опубл. 2003.

39. A.C. 1791720 СССР, G 01 F 13/00, 4818674/10 Дозатор. / Пимаков А.Г., Федосенков Б.А., Иванец В.Н., Акулов С.К., Крохалев А А. (Россия). - Опубл. 1993. Бюл. №4.

40. Патент 2051335 РФ, G 01 F 11/22, 5033235/28. Дозатор вязких масс. / Федосенков Б.А., Иванец В.Н., Петрушин P.A. Пимаков А.Г. (Россия). - Опубл. 1995. Бюл. №36.

41. Патент №2060808. Вибрационный смеситель. / Федосенков Б.А., Шенер B.JT., Иванец В.Н., Шушпанников А.Б. (Россия). - Опубл. 1996. Бюл. №15.

42. Патент 2059207 Устройство для объемного дозирования сыпучих материалов. / Федосенков Б А., Шушпанников А.Б., Иванец В.Н., Шенер B.J1., Крохалев A.A. (Россия). - Опубл. 1996. Бюл. №12.

43. Патент №2132725. Центробежный смеситель. / Федосенков Б.А., Иванец В.Н., Бакин И.А. (Россия). - Опубл. 1999 Бюл. №19.

44. Патент №2177362. Центробежный смеситель. / Иванец В.Н., Федосенков Б.А., Ратников С.А., Иванец Г.Е., Бакин И.А. (Россия). - Опубл. 2001. Бюл. №36.

Материалы, статьи, доклады, тезисы Международных, всероссийских и Всесоюзных научных конференций, диссертации, авторефераты.

45. Федосенков Б.А. Исследование режимов работы смесительных аппаратов с учетом случайных факторов загрузки микроингредиентов / Федосенков Б.А., Крохалев A.A. // Реализация научно-технической программы «Витаминизация пищи»: Материалы Всесоюзн. совещан., Углич, 1990. - Углич, 1990. - С.185.

46. Федосенков Б.А. Прибор и методика измерения концентраций ферромагнитного трассера в смеси / Федосенков Б.А., Крохалев A.A. // Механика сыпучих материалов: Матер. 3-й Всесоюзн. Научн. коьф., Одесса, 1991. - Одесса, 1991.-С.44.

47. Федосенков Б.А. Разработка технологически к способов и исследований процесса приготовления сухих пищевых композиций в смесительных агрегатах непрерывного действия: Автореф. дис. ... к-та техн. наук / Б.А. Федосенков. -Кемерово, 1996,- 17с.

48. Федосенков Б.А. Разработка технологических способов и исследований процесса приготовления сухих пищевых композиций в смесительных агрегатах непрерывного действия: Диссерт. ... к-та техн. наук / Б.А. Федосенков. - Кемерово, 1996,- 118с.

49. Федосенков Б.А. Измерительные преобразователи для контроля технологического процесса производства сыпучих композиций / Федосенков Б.А., Доро-ганов В.П., Чеботарев A Л. // Механизация горных работ: Матер, научн. конф., Кемерово, 1997. - Кемерово, 1997.-С.42.

50. Федосенков Б.А. Разработка математически моделей процесса смесепри-готовления / Федосенков Б.А., Поздняков Д.Л., Шевцова Т.Г // Механизация горных работ: Матер, научн. конф., Кемерово, 1997. - Кемерово, 1997. - С.44.

51. Федосенков Б.А. Аппаратно-программный комплекс для технологического мониторинга в пищевой и химической отраслях промышленности / Федосенков Б.А , Дороганов В.П., Чеботарев А.Л. // Интеллектуальные автоматизиро-

ванные системы в управлении: Матер, научн.-практ. конф., Новосибирск, 1997. -Новосибирск, 1997. - С. 151.

52. Федосенков Б.А. Первичные преобразователи контроля технологического процесса производства сыпучих композиций / Федосенков Б.А., Дороганов В.П., Чеботарев А.Л // Интеллектуальные автоматизированные системы в управлении: Матер, научн.-практ конф., Новосибирск, 1997. - Новосибирск, 1997. - С. 152.

53. Моделирование процессов смесеприготовления топологическими методами / Федосенков Б.А., Поздняков Д.Л., Бакин И.А., Иванец В.Н. // Интеллектуальные автоматизированные системы в управлении: Матер, научн.-практ. конф., Новосибирск, 1997.-Новосибирск, 1997.-С.153.

54. Поздняков Д.Л. Анализ динамики смесительных агрегатов в пространстве состояний / Поздняков Д Л., Иванец В.Н. // Интеллектуальные автоматизированные системы в управлении' Матер, научн.-практ. конф., Новосибирск, 1997. - Новосибирск, 1997. - С. 154.

55. Федосенков Б.А Аппаратно-программный комплекс для исследования режимов работы смесеприготовительных агрегатов / Федосенков Б.А., Дороганов В.П., Чеботарев А.Л. // Новые информационные технологии в региональной инфраструктуре: Матер. 3-й междунар. научн.-техн. конф., Астрахань, 1997. - Астрахань, 1997. - С.85-87.

56. Федосенков Б.А. Кепстральный анализ смесеприготовительных процессов / Федосенков Б.А., Поздняков Д.Л., Иванец В.Н. // Новые информационные технологии в региональной инфраструктуре: Матер. 3-й междунар. научн.-техн. конф., Астрахань, 1997. - Астрахань, 1997. - С.87-89.

57 Федосенков Б А. Исследование влияния конструктивных элементов центробежного смесителя на его инерционность / Федосенков Б.А., Бакин И.А., Шевцова Т.Г. // Проблемы рационального питания: Сб. научн. тр. - Кемерово, 1997.-С.123-125.

58. Федосенков Б.А. Система мониторинга технологического процесса смесеприготовления в пищевой промышленности / Федосенков Б.А. Дороганов В.П., Чеботарев А.Л. // Прогрессивные технологии и оборудование для пищевой промышленности: Матер, междунар. научн.-техн. конф., Воронеж, 1997. - Воронеж, 1997.-С.282.

59. Федосенков Б.А. Методы анализа функционирования смесеприготовительных агрегатов / Федосенков Б.А., Поздняков Д.Л., Шевцова Т.Г. // Прогрессивные технологии и оборудование для пищевой промышленности: Матер, междунар. научн.-техн. конф., Воронеж, 1997. - Воронеж, 1997. - С.267.

60. Федосенков Б.А. Разработка математических моделей смесеприготовительных процессов с учетом их стохастичности / Федосенков Б.А., Иванец В.Н. // Проблемы влияния тепловой обработки на пищевою Ценность продуктов питания: Матер. Всесоюзн. научн. конф., Харьков, 1990. - Харьков, 1990. - С.276-277.

61. Федосенков Б.А. Методы анализа функционирования смесеприготовительных агрегатов / Федосенков Б А., Поздняков Д.Л., Шевцова Т.Г. // Прогрессивные технологии и оборудование для пищевой промышленности: Матер. Междунар. научн.-техн. конф., Воронеж, 1997. - Воронеж, 1997.

62. Федосенков Б.А. Динамика смесеприготовительиого процесса при комбинированных режимах дозирования / Федосенков Б.А., Поздняков Д.Л. // Проблемы переработки пищевых продуктов: Матер. Междунар. научн.-техн. конф., Астрахань, 1997. - Астрахань, 1997.

63. Федосенков Б.А. Влияние режимно-конструктивных параметров усовершенствованной конструкции центробежного смесителя на качество смесей / Федосенков Б.А., Бакин И.А., Поздняков Д.Л. // Проблемы переработки сельскохозяйственной продукции и лекарственного сырья: Матер. Всеросс. научн.-практ. конф., Пенза, 1998.-Пенза, 1998. С.89.

64. Математическое моделирование процессов смесеприготовления в агрегатах с направленной организацией потоков / Федосенков Б.А., Поздняков Д.Л., Чеботарев А.Л., Бакин И.А. // Проблемы переработки сельскохозяйственной продукции и лекарственного сырья: Матер. Всеросс. научн.-практ. конф., Пенза, 1998.-Пенза, 1998.-С.89.

65. Исследование функционирования фрагментов смесеприготовительных комплексов / Федосенков Б.А., Поздняков Д.Л., Дороганов В.П., Бакин И.А. // Проблемы переработки сельскохозяйственной продукции и лекарственного сырья: Матер. Всеросс. научн.-практ. конф., Пенза, 1998. - Пенза, 1998. - С.89.

66. Федосенков Б.А. Разработка центробежного смесителя для приготовления смесей из порошкообразных материалов / Федосенков Б.А., Бакин И.А., Иванец В.Н. // Техника и технология пищевых производств: Матер. Межд. научн.-техн. конф., Беларусь, Могилев, 1998. - Беларусь, Могилев, 1998. - С.156-157.

67. Федосенков Б.А. Комплекс автоматизированного контроля и измерения качества смесеприготовительных процессов / Федосенков Б.А., Антипов Е.В., Чеботарев А.Л. // Измерение, контроль, информатизация ИКИ 2000: Матер. Междунар. научн.-техн. конф., Барнаул, 2000. - Барнаул, 2ООО. - С. 167-168.

68. Федосенков Б.А. Математическое моделирование смесеприготовительиого процесса в пространстве состояний / Федосенков Б.А., Антипов Е.В., Иванец Г.Е. // Измерение, контроль, информатизация ИКИ 2000: Матер. Междунар. научн.-техн. конф., Барнаул, 2000. - Барнаул, 2000. - С.90-92.

69. Федосенков Б.А. Применение метода поиска соответствия на базе вейвлет-преобразования для анализа нестационарных процессов смесеприготовления / Федосенков Б.А., Антипов Е.В., Чеботарев А.Л. // Измерение, контроль, информатизация ИКИ 2000: Матер. Междунар. научн.-техн. конф., Барнаул, 2000. -Барнаул, 2000. - С. 15-17.

70. Федосенков Б.А. Методы частотно-временной локализации при анализе нестационарных процессов дозирования и смешивания / Федосенков Б.А., Антипов Е.В., Чеботарев А.Л. // Информационные технологии в образовании, технике и медицине: Матер. Междунар. конф., Волгоград, 2000. - Волгоград, 2000.

71. Обобщенные математические модели смесеприготовительных процессов / Федосенков Б.А., Иванец В.Н., Антипов Е.В., Чеботарев А.Л. // Информационные технологии в образовании, технике и медицине: Матер. Междунар. конф., Волгоград, 2000. - Волгоград, 2000.

72. Федосенков Б.А. Технологический мониторинг и управление динамикой приготовления пищевых смесевых композиций на основе вейвлет-

преобразования / Федосенков Б.А., Антипов Е.В., Чеботарев А.Л. // Информационные технологии в образовании, технике и медицине: Матер. Междунар. конф., Волгоград, 2000. - Волгоград, 2000.

73. Федосенков Б.А. Использование всплесковых преобразований при оптимизации управления нестационарными смесеприготовительными процессами / Федосенков Б.А., Антипов Е.В., Чеботарев А.Л. // Информационные технологии в проектировании микропроцессорных систем ИТ ПМПС-2000: Матер. Междунар. научн.-техн. конф., Тамбов, 2000. - Тамбов, 2000. - С.47-49.

74. Федосейков Б.А. Микропроцессорный комплекс для мониторинга технологических процессов дозирования и смешивания / Федосенков Б.А., Антипов Е.В., ЧебсУгарёв А.Л. // Информационные технологии в проектировании микропроцессорных систем ИТ ПМПС-2000: Матер. Междунар. научн.-техн. конф., Тамбов, 2000. - Тамбов, 2000. - С.26-28.

7?. Федосенков Б.А. Математические модели технологического процесса приготовления пищевых дисперсных композиций / Федосенков Б.А., Иванец В.Н., Антипов Е.В.7/ Экологические, технологические и экономические аспекты производства продуктов Питания: Матер. Междунар. научн.-практ конф., Казахстан, Семипалатинск, 2000. - Казахстан, Семипалатинск, 2000.

76. Федосенков Б.А. Мониторинговый комплекс для контроля и управления смесительными установками / Федосенков Б.А., Антипов Е.В., Чеботарев А.Л. // Экологические, технологические и экономические аспекты производства продуктов питания: Матер. Междунар. научн.-практ. конф., Казахстан, Семипалатинск, 2000. - Казахстан, Семипалатинск, 2000.

77. Федосенков Б.А. Использование всплесковых преобразований при анализе работы смесительных агрегатов / Федосенков Б.А. // Экологические, технологические и экономические аспекты производства продуктов питания: Матер. Междунар. научн.-практ. конф., Казахстан, Семипалатинск, 2000. - Казахстан, Семипалатинск, 2000.

78. Федосенков Б.А. Моделирование технологического процесса приготовления пищевых дисперсных композиций в агрегатах непрерывного действия / Федосенков Б.А., Иванец В.Н., Антипов Е.В. // Кибернетика и технологии XXI века: Матер. научн.-техн. конф., Воронеж, 2000. - Воронеж, 2000.

79. Федосенков Б.А. Технологический мониторинг смесеприготовительного агрегата методами вейвлет-анализа / Федосенков Б.А., Антипов Е.В., Чеботарев А.Л. // Кибернетика и технологии XXI века: Матер, научн.-техн. конф., Воронеж, 2000. - Воронеж, 2000.

80. Федосенков Б.А. Автоматизированная система исследования процессов в непрерывно действующем смесеприготовительном агрегате / Федосенков Б.А., Антипов Е.В., Чеботарев А.Л. // Интеллектуальные электромеханические устройства, системы и комплексы: Матер. Междунар. научн.-практ. конф., Новочеркасск, 2000. - Новочеркасск, 2000. - С.20-22.

81. Федосенков Б.А. Комплексное моделирование нестационарных процессов в смесеприготовительном агрегате / Федосенков Б.А. // Интеллектуальные электромеханические устройства, системы и комплексы: Матер. Междунар. научн.-практ. конф., Новочеркасск, 2000. - Новочеркасск, 2000.

82. Федосенков Б.А Микропроцессорный комплекс для мониторинга технологических процессов дозирования и смешивания / Федосенков Б.А , Чеботарев

А Л., Антипов Е.В. // ИТ ПМПС-2000: Матер. Междунар. научн.-техн. конф., Тамбов, 2000. - Тамбов, 2000. - С.26-28.

83. Федосенков Б.А. Математическое моделирование смесеприготовительного агрегата для производства сыпучих композиций / Федосенков Б.А., Иванец В.Н. // Продовольственный рынок и проблемы здорового питания: Матер. 3-ей Междунар. научн.-практ. конф., Орел, 2000. - Орел, 2000.

84. Федосенков Б.А. Условия формирования нестационарного материалопо-тока в смесительных системах с многокомпонентным дозированием / Федосенков Б.А. // Продовольственный рынок и проблемы здорового питания: Матер. 3-ей Междунар. научн.-практ. конф., Орел. 2000. - Орел, 2000.

85. Федосенков Б.А. Система автоматизации смесеприготовительного комплекса / Федосенков Б.А., Антипов Е.В., Чеботарев A.JI. // Продовольственный рынок и проблемы здорового питания: Матер. 3-ей Междунар. научн.-практ. конф., Орел, 2000. - Орел, 2000.

86. Федосенков Б.А. Управление процессом смесеприготовления в вейвлет-пространстве / Федосенков Б.А., Антипов Е.В., Чеботарев А.Л. // Продовольственный рынок и проблемы здорового питания: Матер. 3-ей Междунар. научн.-практ. конф., Орел, 2000. - Орел, 2000.

87. Федосенков Б.А. Исследование процессов дозирования сыпучих материалов при перестройке режимных параметров блока дозаторов / Федосенков Б.А., Назимов A.C., Чеботарев А.Л. // Инженерная защита окружающей среды: Матер. Междунар. научн.-техн. конф., Москва, 2001. - Москва, 2001. - С.105-106.

88. Федосенков Б.А. Формирование модели дозирующего фрагмента смесеприготовительного комплекса для производства многокомпонентных смесей в терминах технологического состояния агрегата / Федосенков Б.А., Шебуков A.B. // Инженерная защита окружающей среды: Матер. Междунар. научн.-техн. конф., Москва, 2001. - Москва, 2001.

89. Федосенков Б.А. Гармонизация материалопотоков в смесеприготовитель-ном агрегате непрерывного действия / Федосенков Б.А., Назимов A.C., Шебуков A.B. // Матер. Междунар. научн.-техн. конф., Тамбов, 2001. - Тамбов, 2001. -С.100-101.

90. Федосенков Б.А. Автоматизация контроля и управления нестационарными процессами смесеприготовления на основе всплесковых преобразований / Федосенков Б.А., Антипов Е.В. // Низкотемпературные и пищевые технологии в XXI веке: Матер. Междунар. научн.-практ. конф., Санкт-Петербург, 2001. — Санкт-Петербург, 2001.

91. Федосенков Б.А. Оценка степени интенсификации смесеприготовления / Федосенков Б.А., Антипов Е.В., Поздняков Д.Л. // Низкотемпературные и пищевые технологии в XXI веке: Матер. Междунар. научн.-практ. конф., Санкт-Петербург, 2001,- Санкт-Петербург, 2001.

92. Федосенков Б А. Использование метода переменных состояния в качестве подхода к исследованию динамических систем в пространстве оригиналов / Федосенков Б.А., Антипов Е.В. // Роль кафедр математики, физики и информати-

ки в организации сквозной физико-математической подготовки при реализации государственных образовательных стандартов второго поколения: Матер. Все-росс. сем,, Кемерово, 2001. - Кемерово, 2001. - С.27-29.

93. Федосенков Б.А. Вейвлет-преобразование - как новый метод анализа нестационарных процессов - альтернатива преобразованию Фурье / Федосенков Б.А., Чеботарев A.J1. // Роль кафедр математики, физики и информатики в организации сквозной физико-математической подготовки при реализации государственных образовательных стандартов второго поколения: Матер. Всеросс. сем., Кемерово, 2001. - Кемерово, 2001.

94. Федосенков Б.А. Способ оптимизации процесса управления смесепригото-вительным агрегатом в условиях мультидискретного дозирования на основе всплесковых преобразований / Федосенков Б.А., Назимов A.C., Шебуков A.B. // \ AS'2001 Системы автоматизации в образовании, науке и производстве: Матер. Всеросс. научн.-техн. конф.,Новокузнецк,2001.-Новокузнецк,2001.-С. 195-197.

95. Федосенков Б.А. Направленное формирование структуры материалопото-

ка на предсмесительной стадии / Федосенков Б.А., Шебуков A.B., Назимов A.C. // <

AS'2001 Системы автоматизации в образовании, науке и производстве: Матер. Всеросс. научн.-техн. конф., Новокузнецк, 2001. - Новокузнецк, 2001. - С.200-202.

96. Федосенков Б.А. Вопросы оценки влияния режимных параметров дозирования на формирование структуры материалопотока / Федосенков Б.А., Назимов A.C. // Математические методы в технике и технологиях» (ММТТ-15): Матер. XV Междунар. науч. конф., Тамбов, 2002. - Тамбов, 2002. - С.137-139.

97. Федосенков Б.А. Вейвлет-управление в среде смесеприготовительного агрегата / Федосенков Б.А., Назимов A.C., Шебуков A.B. // Математические методы в технике и технологиях» (ММТТ-15): Матер. XV Междунар. науч. конф., Тамбов, 2002. - Тамбов, 2002. - С.140-141.

98. Федосенков Б.А. Теоретические аспекты управления динамикой смесепри-готовительных процессов на базе вейвлет-преобразований / Федосенков Б.А., Анискевич A.B., Камалдинов A.B. // Математические методы в технике и технологиях (ММТТ-16): Матер. XVI Междунар. научн. конф. (Сиб. конф.), Санкт-Петербург, Ангарск, 2003. - Ангарск, 2003.

99. Федосенков Б.А. Управление режимами смесеприготовления посредством алгоритма вейвлет-поиска соответствия / Федосенков Б.А., Назимов A.C., Шебу-ков A.B. // Математические методы в технике и технологиях (ММТТ-16): Матер. XVI Междунар. научн. конф. (Сиб. конф.), Санкт-Петербург, Ангарск, 2003. -Ангарск, 2003.

100. Федосенков Б.А. Первичные преобразователи для измерения расхода и концентрации сыпучих материалов / Федосенков Б.А., Дороганов В.П. // Математические методы в технике и технологиях (ММТТ-16): Матер. XVI Междунар. научн. конф. (Сиб. конф.), Санкт-Петербург, Ангарск, 2003. - Ангарск, 2003.

101. Федосенков Б.А. Система технологического мониторингового управления смесеприготовительным агрегатом / Федосенков Б.А., Чеботарев A.JI. // Математические методы в технике и технологиях (ММТТ-16): Матер. XVI Междунар. научн. конф. (Сиб. конф.), Санкт-Петербург, Ангарск, 2003. - Ангарск. 2003.

102. Федосенков Б.А. Концепция управления смесительным агрегатом средствами направленной организации материалопотоков / Федосенков Б.А., Шебу-

ков A.B. // Пищевые продукты и здоровье человека: Матер, ежегод. per. конф., Кемерово, 2003. - Кемерово, 2003. - С.81.

103. Федосенков Б.А. Об управлении динамикой смесеприготовительного агрегата I Федосенков Б.А., Назимов A.C. // Пищевые продукты и здоровье человека: Матер, ежегод. per. конф., Кемерово, 2003. - Кемерово, 2003. - С.82.

104. Федосенков Б.А. Управление смесеприготовительным агрегатом / Федосенков Б.А., Шебуков A.B. // Пища. Экология Качество: Матер. III Междунар. на-учн.-практ. конф., Новосибирск, 2003. - Новосибирск, 2003.

105. Федосенков Б.А. Идентификация специфических режимов работы блока дозаторов / Федосенков Б.А., Назимов A.C. // Пища. Экология Качество: Матер. III Междунар. научн.-практ. конф., Новосибирск, 2003. - Новосибирск, 2003.

106. Федосенков Б.А. Контроль режимов работы и управления динамикой смесеприготовительного агрегата / Федосенков Б.А., Назимов A.C., Шебуков A.B. // Пища. Экология. Человек: Матер. 5-ой Междунар. научн.-техн. конф., Москва, 2003. - Москва, 2003. - С.176-177.

107. Федосенков Б.А. Программно-аппаратный комплекс в производстве сыпучих многокомпонентных смесей / Федосенков Б.А., Назимов A.C., Шебуков A.B. // Пища. Экология. Человек: Матер. 5-ой Междунар. научн.-техн. конф., Москва, 2003. - Москва, 2003. - С.188-189.

108. Федосенков Б.А. Особенности формирования и контроля показателей качества и безопасности пищевых продуктов при использовании пищевых добавок / Федосенков Б.А., Назимова Г.И., Назимов A.C. // Федеральный и региональные аспекты государственной политики в области здорового питания: Матер. Междунар. симп., Кемерово, 2002. - Кемерово, 2002. С.111-112.

109. Федосенков Б.А. Управление смесительным комплексом по двумерным время-частотным переменным на базе вейвлет-преобразований / Федосенков Б.А., Шебуков A.B. // Теория, методы и средства: Матер. Междунар. научн.-практ. конф., Новочеркасск, 2004 - Новочеркасск, 2004.

110. Федосенков Б.А. Аппаратно-аналитическая обработка сигналов при управлении динамикой смесительной системы / Федосенков Б.А., Назимов A.C., Шебуков A.B. II Математические методы в технике и технологиях - ММТТ-17: Матер. Междунар. научн. конф., Ангарск, 2004. - Ангарск, 2004. - С.23-27.

111. Федосенков Б.А. Процедуры обработки осциллограмм материалопотоко-вых сигналов смесительной системы / Федосенков Б.А., Камалдинов A.B., Шебуков A.B. // Математические методы в технике и технологиях - ММТТ-17: Матер. Междунар. научн. конф., Ангарск, 2004. - Ангарск, 2004. - С.32-35.

Р18300

РНБ Русский фонд

2006-4 15401

Формат 30x42 '/8. Бумага типографская № 1. Печать офсетная. Печ. л. 2,5. Тираж 100 экз. Заказ 269. 125080, Москва, Волоколамское ш., 11 Издательский комплекс МГУПП

ВВЕДЕНИЕ И ПОСТАНОВКА ПРОБЛЕМ ИССЛЕДОВАНИЯ.

ГЛАВА 1. АНАЛИЗ СМЕСЕПРИГОТОВИТЕЛЬНЫХ ПРОЦЕССОВ И МЕТОДОВ МОДЕЛИРОВАНИЯ АГРЕГАТОВ НЕПРЕРЫВНОГО ДЕЙСТВИЯ. 1.1 Проблемы управления динамикой и математического моделирования процессов дозирования и непрерывного смесеприготовления.

1.1.1 Основы представлений о способах оценки качества смесей.

1.1.2 Методы математического описания динамики процессов непрерывного смесеприготовления.

1.1.3 Проблемы математического моделирования ф смесеприготовительных процессов.

1.2 Проблема нестационарности в описании процессов непрерывного смесеприготовления. ф 1.2.1 Причины возникновения нестационарности сигнала смесеприготовления.

1.2.2 Влияние флуктуаций питающих потоков на процесс непрерывного смесеобразования.

1.2.3 Методы спектрального представления нестационарных сигналов

1.3 Выводы и обоснование актуальности математического моделирования методами системного анализа и автоматизированного управления динамикой агрегатов непрерывного действия.

ГЛАВА 2. ОПИСАНИЕ СМЕСИТЕЛЬНОГО АГРЕГАТА С ПОМОЩЬЮ

СТРУКТУРНО-ТОПОЛОГИЧЕСКИХ ПРЕОБРАЗОВАНИЙ И МЕТОДА ПРОСТРАНСТВА СОСТОЯНИЙ.

2.1 Характеристика общей структурно-функциональной схемы ф смесеприготовительного комплекса, ее описание, исследование и анализ.

2.1.1 Топологический способ анализа смесительной системы на основе сигнальных графов.

2.1.2 Разработка и формирование расчетной блочной структурной схемы агрегата.

2.1.3 Модели дозирующих воздействий в смесительном агрегате и их параметризация.

2.2 Формирование моделей дозирующих потоков.

2.2.1 Модели дозирующих устройств по формируемым ими материалопотокам в дозаторах непрерывного действия.

Ф 2.2.1.1 Описание дозирующего сигнала спирального дозатора.

2.2.1.2 Дозирующий сигнал шнекового дозатора.

2.2.2 Разработка модели сигнала мгновенной производительности порционных дозаторов.

2.3 Описание технологического процесса смесеприготовления в терминах пространства состояний смесительного агрегата.

2.3.1 Основы построения моделей фрагментов СМПА в пространстве состояний.

2.3.2 Векторно-матричные модели дозирующих устройств.

2.3.2.1 Спиральный дозатор.

2.3.2.2 Шнековый дозатор.

2.3.2.3 Порционный дозатор.

2.4 Концепция синтезирования модели смесительного агрегата в терминах пространства состояний.

2.4.1 Синтез системы путем размещения полюсов.

2.4.2 Оценка состояния.

2.4.3 Синтез наблюдателя.

2.4.4 Наблюдатели пониженного порядка.

2.5 Выводы.

ГЛАВА 3. РАЗРАБОТКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО СТЕНДА ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ОБЪЕКТА УПРАВЛЕНИЯ И

• МЕТОДОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ЕГО ЭКСПЛУАТАЦИИ.

3.1 Описаниелабораторно-исследовательского стенда.

3.2 Дозировочное оборудование.

3.3 Центробежный смеситель непрерывного действия.

3.4 Физико-механические свойства исследованных материалов.

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

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

3.6.1 Блок-схема управляющего мониторингового комплекса.

3.6.2 Первичные измерительные преобразователи для регистрации материалопотоковых сигналов.

3.6.2.1 Тензометрические преобразователи.

3.6.2.2 Пьезоэлектрические преобразователи.

3.6.3 Система минимизации уровня пульсаций материалопотока на пред смесительной стадии.

3.6.4 Система управления исполнительными механизмами дозирующих устройств.

3.6.5 Методика определения качества смесей.

3.7 Выводы. ф

ГЛАВА 4. ИССЛЕДОВАНИЕ ФИЗИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ

СМЕСИТЕЛЬНОГО АГРЕГАТА И МАШИННЫЙ АНАЛИЗ ПРОТЕКАЮЩИХ В НЕМ ПРОЦЕССОВ.

4.1 Исследование работы дозирующих устройств.

4.2 Расчет агрегата в технологическом пространстве состояний при непрерывном дозировании.

4.3 Моделирование сглаживания флуктуаций материальных потоков!

4.4 Функционирование каналов преобразования материалопотоков в смесительном устройстве.

4.5 Исследование возможностей асинфазно-синхронного режима дозирования.

4.6 Фильтрующие свойства смесителей и оценка качества смешивания.

4.6.1 Влияние параметров смесеприготовительного агрегата на сглаживающую способность смесительного устройства.

4.6.2 Определение рациональных параметров смесеприготовительного агрегата.

4.6.3 Оценка степени интенсификации смесеприготовления.

4.7 Выводы.

ГЛАВА 5. НЕСТАЦИОНАРНЫЕ СМЕСЕПРИГОТОВИТЕЛЬНЫЕ ПРОЦЕССЫ И ВОЗМОЖНОСТЬ ИХ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ СРЕДСТВАМИ СПЕКТРАЛЬНЫХ И ВЕЙВЛЕТ-ПРЕОБРАЗОВ АНИЙ.

5.1 Причины возникновения нестационарности.

5.2 Методы спектрального представления нестационарных сигналов материалопотоков.

5.3 Возможности анализа многокомпонентных сигналов средствами преобразований Фурье.

5.4 Математические основы теории вейвлет-анализа.

5.4.1 Гильбертово пространство L2(R).

5.4.2 Характеристики функций в гильбертовом пространстве.

5.5 Непрерывное вейвлет-преобразование.

5.5.1 Масштабирование вейвлет-функций.

5.5.2 Вычисление непрерывного вейвлет-преобразования.

5.5.3 Время-частотное разрешение.

5.5.4 Вейвлет-восстановление.

5.5.5 Дискретизация непрерывного вейвлет-преобразования.

5.6 Выводы.

ГЛАВА 6. ПРИМЕНЕНИЕ МЕТОДА ВЕЙВЛЕТ-ПОИСКА ß СООТВЕТСТВИЯ И ДВУМЕРНЫХ КВАДРАТИЧНЫХ

РАСПРЕДЕЛЕНИЙ ДЛЯ АНАЛИЗА НЕСТАЦИОНАРНЫХ ф СМЕСЕПРИГОТОВИТЕЛЬНЫХ ПРОЦЕССОВ.

6.1 Метод вейвлет-поиска соответствия.

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

6.3 Вейвлет-поиск соответствия в конечных пространствах.

6.4 Поиск соответствия при использовании время-частотных словарей.

6.5 Дискретный поиск соответствия в словаре Габора.

6.6 Численный алгоритм вейвлет-поиска соответствия с избыточным вещественным словарем Габора.

6.7 Выводы.

ГЛАВА 7. МОНИТОРИНГ И УПРАВЛЕНИЕ ДИНАМИКОЙ

СМЕСЕПРИГОТОВИТЕЛЬНЫХ ПРОЦЕССОВ В ВЕЙВЛЕТ-СРЕДЕ.

7.1 Спектральная идентификация сигналов и коррекция режимов работы смесеприготовителъного агрегата.

7.1.1 Время-частотное распределение Вигнера. ф 7.1.2 Технология и методика реализации алгоритма адаптивной вейвлет-аппроксимации сигналов смесеприготовительной системы дискретным словарем Габора.

7.2 Мониторинг и управление режимами работы смесеприготовителъного агрегата на базе вейвлет-преобразований.

7.2.1 Идентификация режимов дозирующего оборудования посредством время-частотных распределений.

7.2.2 Фильтрация время-частотного распределения смесительным ф устройством.

7.2.3 Процедуры обработки материалопотоковых сигналов и процесса управления смесительным агрегатом.

7.2.4 Формирование управляющих воздействий в формате двумерных модифицированных сигналов.

• 7.3 Выводы.

ГЛАВА 8. ПРОМЫШЛЕННАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ СИСТЕМЫ

МОНИТОРИНГОВОГО УПРАВЛЕНИЯ.

8.1 Аппаратурное оформление процесса смешивания при витаминизации пищевых продуктов.

8.2 Разработка аппаратурного оформления процесса смешивания в производстве сухого мороженого. щ 8.3 Подготовка пряно-солевых смесей при приготовлении рыбных пресервов. ф 8.4 Практическое использование смесеприготовителъного агрегата с управляемыми режимами рециркуляции и дозирования при получении смесей сыпучих компонентов в производстве печенья.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ И ВЫВОДЫ.

Актуальность проблем. Важное место в производствах пищеперерабаты-вающих отраслей, связанных с реализацией удовлетворения продуктовых потребностей населения, занимают процессы переработки сухих сыпучих материалов.

Анализ результатов теоретических и экспериментальных исследований процессов получения смесей на основе сыпучих компонентов, проведенных в России и за рубежом, показывает значительное преимущество смесеприготовительных агрегатов непрерывного действия в сравнении с периодическими, что представляет широкие возможности по автоматизации процесса смесеприготовления, резкого повышения производительности при одновременном снижении энергопотребления, металлоемкости и себестоимости готового продукта, улучшения условий труда и оздоровления экологической обстановки.

Однако до последнего времени непрерывно-действующие смесительные аппараты не получили широкого применения в промышленности из-за нерешенности ряда вопросов. В частности, недостаточно изучена проблема влияния входных сигналов, формируемых дозаторами различного типа, на структурные параметры выходных потоков, а также совместное влияние этих факторов и динамических характеристик смесителей непрерывного действия (СНД) на качество готовой смеси.

Несмотря на то, что в последние годы рядом российских и зарубежных ученых (Александровский A.A., Ахмадиев Ф.Г., Зайцев А.И., Иванец В.Н., Макаров Ю.И., Gibilaro R.G. и др.) опубликованы исследования в области разработки теории и практики непрерывного смешивания, перечисленным вопросам, тем не менее, посвящено сравнительно небольшое количество работ. Поэтому незавершенность подобных исследований сдерживает разработку новых, более универсальных, разновидностей смесеприготовительных агрегатов, которые бы полнее удовлетворяли постоянно растущие требования к качеству готовых продуктов и условиям конкретного производства.

Кроме того, в настоящее время отсутствует системный подход к изучению процессов получения сыпучих смесей, который бы увязывал в единую цепочку процессы дозирования и смешивания с точки зрения кибернетических представлений о динамических системах.

Поскольку процессы смесеприготовления, в силу системно-технологических причин, являются нестационарными, время-частотно-зависимыми, традиционные методы анализа и выработка на их основе соответствующих способов управления рабочими режимами агрегата не могут быть применимы в данной ситуации. Вейвлет-управление в условиях автоматизированного агрегата, осуществляемое посредством импульсов сброса со стороны мониторингового комплекса для установки начальных (номинальных) условий, позволяет избежать возникновения неблагоприятных условий для смешивания.

Поэтому решение вопросов интенсификации и совершенствования смесепри-готовительных процессов в непрерывно-действующих агрегатах с центробежными и вибрационными смесителями для переработки сухих дисперсных материалов на базе теоретических и экспериментальных исследований, создания теории и методик их расчета с использованием математических моделей процесса смесеприготовления, реализуемых на компьютерной основе, является актуальной задачей, представляющей значительный практический интерес для ряда ведущих отраслей экономики.

Диссертационная работа выполнена в соответствии с планами трех программ: 1) научно-технической программы 0.38.06 «Создать и освоить производство продуктов детского питания и витаминизированных пищевых продуктов на основе научных принципов рационального и сбалансированного питания», утвержденной Постановлением ГКТН СССР №555 от 30.10.85 г. - тема 01.04.11 «Разработать и испытать опытно-промышленный комплект оборудования для дозирования и смешения микродобавок витаминов; 2) комплексной научно-технической программы «Продовольствие» (приказ Минвуза РСФСР №190 от 30.06.85 г.) - тема 06.63 «Разработка непрерывно-действующих смесительных агрегатов для приготовления высококачественных продуктов питания»; 3) целевой региональной научно-технической программы «Кузбасс» - тема 4.2.3 «Интенсификация процесса смешивания высокодисперсных материалов и разработка его аппаратурного оформления».

Для выполнения представленной работы использованы субсидии, выделенные по: 1) международному индивидуальному гранту на 2002 г. (1ИЕХ) «Информационные технологии и функции управления в дистанционном образовании и технических системах» на проведение научной работы в США, шт. Огайо и Вашингтон, адм. округ Колумбия (грантодержатель - Федосенков Б.А.); 2) гранту Минобразования РФ на 2003-2004 гг. «Система технологического мониторинга и автоматизированного управления динамикой непрерывных технологических процессов в агрегатах для производства пищевых дисперсных композиций на базе всплесковых преобразований», шифр гранта - Т02-03.2-2440, завоеванному по результатам проведения конкурса 2002 года по фундаментальным исследованиям в области технических наук (грантодержатель - Федосенков Б.А.).

Цель и задачи исследования. Целью настоящей работы является разработка обобщенной теории смесеприготовительных процессов, в основе которой лежат концепции кибернетического подхода на базе комплексного частотно-временного анализа процессов массопереноса в узлах смесеприготовительного агрегата (СМПА), использования технологического пространства состояний смесительного комплекса при описании динамики материалопотоков во внутриаппаратных средах различных фрагментов агрегата, а также нетрадиционного аппарата для исследования нестационарных время-частотно-зависимых процессов, использующего в своей основе всплесковые преобразования на основе микролокальных волновых составляющих (вейвлет-функций, или всплесков).

Кроме того, необходимо разработать математическую модель для формализации мгновенного вектора состояния смесительной системы при отсутствии возможности технического измерения определенных переменных.

Для этого необходимо решить следующие задачи: разработать и освоить на программно-аппаратном уровне методы моделирования динамики смесеприготовительных агрегатов на векторной и скалярной основах; разработать и использовать специализированные инструментальные моделирующие системы и методики, позволяющие на частотно-временном уровне проводить интерактивное изучение подконтрольных блоков и узлов смесительных комплексов; разработать и адаптировать для технологической области, к которой относятся дозирующие и смесительные процессы и явления в дисперсных средах, новый метод совместного локально-временного и частотного анализа на базе специфических атомарных перестраиваемых математических образований - вейвлет-функций.

Разработка и исследование технологического мониторинго-управляющего комплекса являются следующей задачей данной работы. С его помощью осуществляется мониторинг набора технологических параметров и процессов в смесеприготови-тельном агрегате. В частности, комплекс должен предусматривать регистрацию ма-териалопотоковых сигналов на базе разработанного модуля внешних первичных преобразователей и системы цифрового интерфейса, а также осуществлять дискретное автоматизированное управление агрегатом на основе всплесковых преобразований. Поэтому требуется создание способов и аппаратно-программной основы для отображения и идентификации текущих режимов работы технологических стадий процесса смесеприготовления на основе вейвлет-преобразований.

Помимо этого, в комплекс исследовательских задач входят разработка и совершенствование технологических способов приготовления сухих порошкообразных композиций на базе СМПА, включающих в свой состав дозирующие устройства (ДУ) и СНД, путем направленной организации материальных потоков и согласования частотных режимов работы ДУ и смесителей, а также оценки совместного влияния материальных потоков ДУ и характеристик СНД на качество готовой смеси. Для этого необходимо решить следующие задачи: разработка структурно-функциональной схемы (СФС) СМПА и формирование на основе кибернетических подходов математической модели объекта и метода ее исследования, позволяющего на интерактивном уровне рационально согласовать режимные параметры ДУ и СНД для получения смесей требуемого качества; разработка новых конструкций дозирующих устройств и смесителей непрерывного действия; проведения комплексного анализа результатов физического и цифрового моделирования системы «дозаторный блок - питающе-форми-рующий узел - смесительное устройство».

Научная новизна работы. Разработана обобщенная теория непрерывного процесса смешивания на основе кибернетического подхода, позволяющая комплексно оценивать динамику массопереноса во внутриаппаратных средах отдельных узлов смесеприготовительных агрегатов для производства сыпучих пищевых композиций; теория базируется на двояком рассмотрении объекта исследования (смесеприготовительного агрегата): как динамической структуры "вход-система-выход" и как системы "вход-состояние агрегата-выход"; и включает в себя новый, неприменявшийся ранее в технологических исследованиях, математический аппарат анализа на основе всплесковых (вейвлет-) преобразований.

Впервые разработана научная концепция, в соответствии с которой предусматривается использовать нетрадиционный подход и математические модели для описания как стационарных, так и нестационарных процессов в технологической отрасли переработки (в частности, в технологических операциях дозирования и смешивания) дисперсных материалов (в том числе, и пищевых сыпучих композиций) с использованием вейвлет-преобразований.

Впервые предложен алгоритм формирования и подачи управляющих воздействий на смесительный агрегат, содержащий в своей основе нетрадиционную процедуру обработки регулируемых координат, включающую этапы формирования обратных связей по многомерным регулируемым переменным, использования вейвлет-преобразований и визуализированного отображения текущих режимов работы БДУ и каналов направленной организации материальных потоков.

Разработаны математические модели процессов дозирования на сигнальном уровне для аппаратов непрерывного действия шнекового, спирального и порционного типов.

С целью рационального использования дозирующих устройств порционного типа, обеспечивающего рецептурно-режимную стабильность процесса дозирования, предложен и введен в качестве режимных параметров математических моделей комплекс соответствующих показателей (скважностей), характеризующий динамику сигналов дозирования.

Предложена классификация режимов работы порционных дозаторов в зависимости от соотношения скважностей на периоде формирования дозы.

Проведено изучение влияния режимных параметров блока дозаторов на формирование структуры материалопотоков на предсмесительной стадии, в ходе которого определены его сглаживающие эффекты в зависимости от характера совместной работы.

Введено понятие мультидозирования как процесса совместного функционирования нескольких дозаторов, при котором достигается гармонизация суммарного потока их разгрузки, приводящая последний к форме, соответствующей минимальным пульсациям, что благоприятно сказывается на режиме получения высококачественных смесей.

Помимо этого, разработана математическая модель непрерывно-действующего СМПА со смесителями различной инерционности, которая позволяет на основе ее анализа реализовать новые технологические способы получения смесей заданного качества путем организации рециркуляционных контуров и со-гласнопараллельных каналов; определены способы задания рациональных режимов согласованной работы ДУ и СНД; выявлены качественные и количественные закономерности сглаживания дискретно-релаксационных входных воздействий смесителями непрерывного действия, обладающими разными инерционными свойствами и работающими в различных режимах загрузки.

Практическая ценность и реализация результатов. По результатам проведенного теоретического анализа и полученным экспериментальным данным при изучении процессов дозирования и смешения на основе сухих дисперсных материалов разработаны способ гомогенного асинфазно-синхронного дозирования (патент РФ №2188066) и новые конструкции объемных дозаторов: шнекового типа (а.с. №1791720), дозатора вязких масс (патент №2051335), и вибрационного смесителя (а.с. №2060808 Б.И. №15, 1996 г.) техническая новизна которых защищена авторскими свидетельствами; разработан технологический комплекс мощностью 15 тыс. тонн в год для непрерывного смесеприготовления в производстве витаминизированных дисперсных пищевых продуктов (муки, сухих молочных смесей и молочно-овощных концентратов с добавками на основе витаминов В1, В2, РР и С), включающий непрерывнодействующий смеситель центробежного типа нашей конструкции.

В лабораториях кафедр «Автоматизация производственных процессов и АСУ» и «Процессы и аппараты пищевых производств» и Центра новых информационных технологий (ЦНИТ) КемТИПП апробированы концепции и разработана система технологического мониторингового управления, функционирующая совместно со смесеприготовительным агрегатом, включающим в свой состав пять дозирующих устройств, питатель и смеситель нового типа, оснащенный каналами направленной организации потоков. Проверенна и подтверждена достоверность, стабильность и перспективность применения разработанного метода дискретного управления агрегатом (объектом управления) на базе всплесковых преобразований.

Приведенные в диссертационной работе материалы внедрены в научно-учебные комплексы кафедр процессов, машин и аппаратов пищевых производств и автоматизации производственных процессов и автоматизированных систем управления кемеровского технологического института пищевой промышленности. В диссертации обобщенны результаты теоретических и экспериментальных исследований, выполненных в период с 1985 по 2002 г. лично автором или при его непосредственном участии в качестве научного руководителя (ответственного исполнителя) госбюджетных и хоздоговорных НИР и двух диссертационных работ.

На защиту выносится. Комплексное математическое описание технологического процесса смесеприготовления в системе «дозирующие устройства - питаю-ще-формирующий узел - смесительный аппарат» с использованием цифрового интерактивного моделирования с целью выявления рациональных режимов функционирования отдельных фрагментов непрерывно-действующих СМПА; результаты анализа нестационарных процессов в смесеприготовительном агрегате с помощью использования аппарата всплесковых вейвлет-преобразований, позволяющего проводить исследование нестационарных явлений (режимов) во время-частотном пространстве; результаты теоретических и экспериментальных исследований процессов дозирования и смешивания в непрерывно-действующем агрегате путем направленной организации потоков и согласования работы ДУ и СНД и влияния на сглаживающую способность смесителей их характеристик и параметров режимов загрузки; комплексные модели процессов в агрегатах непрерывного действия в терминах технологического пространства состояний, составленные с учетом невозможности регистрации ряда переменных; способы отображения и идентификации текущих режимов стадий смесеприготовления, использующие модели и алгоритмы в вейвлет-пространстве, и техническую реализацию мониторингового комплекса, обеспечивающего поддержание рационального функционирования фрагментов агрегата и его структуры в целом; способ и автоматизированная система управления и синхронизации рабочих режимов дозаторов с целью стабилизации их рациональных параметров; результаты цифрового интерактивного моделирования процессов в СА непрерывного действия с целью выявления рациональных режимов функционирования его фрагментов (БДУ, СНД); новая концепция и научно-технические основы создания и моделирования автоматизированных систем мониторингового управления с обратными связями по многомерным переменным состояния в форме время-частотных квадратичных распределений.

Апробация работы. Основные положения, изложенные в диссертации, докладывались на Всесоюзных конференциях: «Химтехника-86», Белгород, 1986 г.; «Разработка процессов получения комбинированных продуктов питания», Москва, 1988 г.; «Технология сыпучих материалов. Химтехника-89», Ярославль, 1989 г.; на У-ой Всесоюзной научной конференции «Механика сыпучих материалов», Одесса, 1991 г.; отраслевом совещании «Задачи и проблемы производства фенопластов в новых условиях хозяйствования», Кемерово, 1989 г.; Всесоюзном совещании «Реализация научно-технической программы «Витаминизация пищи», Углич, 1990 г.; Международной научной конференции «Автоматизация-91», Пловдивский высший институт пищевой промышленности, Институт технической кибернетики, Пловдив, Болгария, 1991 г.; научно-практической конференции «Интеллектуальные автоматизированные системы в управлении», Новосибирск, 1997 г.; Международной научно-технической конференции «Прогрессивные технологии оборудование для пищевой промышленности», Воронеж, 1997 г.; Международной научно-технической конференции «Проблемы переработки пищевых продуктов», Астрахань, 1997 г.; «Механизация горных работ», Кемерово, 1997 г.; Всероссийской научно-практической конференции «Проблемы переработки сельскохозяйственной продукции и лекарственного сырья», Пенза, 1998 г.; Международной научно-технической конференции «Измерение, контроль, информатизация» ИКИ 2000, Барнаул, 2000 г.; региональной научно-практической конференции «Техника и технология обработки и переработки пищевых продуктов 21 века», Улан-Удэ, 2000 г.; международной конференции «Информационные технологии в образовании, технике и медицине», Волгоград, 2000 г.; международной научно-технической конфе

1Э ренции «Информационные технологии в проектировании микропроцессорных систем», ИТ ПМПС-2000, Тамбов, 2000 г.; международной научно-практической конференции «Экологические, технологические и экономические аспекты производства продуктов питания», Семипалатинск, Казахстан, 2000 г.; научно-технической конференции «Кибернетика и технологии XXI века», Воронеж, 2000 г,; научно-практической конференции «Интеллектуальные электромеханические устройства, системы и комплексы», Новочеркасск, 2000 г.; научно-технической конференции «Молодые ученые - пищевым и перерабатывающим отраслям АПК», Москва, 2000 г.; 3-ей международной научно-практической конференции «Продовольственный рынок и проблемы здорового питания», Орел, 2000 г.; международной научно-технической конференции «Инженерная защита окружающей среды», Москва, 2001 г.; международной научно-технической конференции, Тамбовский государственный технический университет, Тамбов, 2001 г.; научно-практической конференции Кузбасса "Информационные недра Кузбасса", Кемерово, 2001 г.; международной научно-практической конференции "Низкотемпературные и пищевые технологии в XXI веке", Санкт-Петербург, 2001 г.; всероссийской научно-технической конференции «А8'2001 Системы автоматизации в образовании, науке и производстве» (Новокузнецк, 2001); международной научно-технической конференции «Кибернетика и технологии XXI века», Воронеж, 2002 г,; XVI международной научной конференции "Математические методы в технике и технологиях-16", Санкт-Петербург - Ангарск, 2003 г. «Пища. Экология Качество» (Новосибирск, 2003), «Пища. Экология. Человек» (Москва, 2003), «Математические методы в технике и технологиях ММТТ-17» (Ангарск, 2004), «Моделирование. Теория, методы и средства» (Новочеркасск, 2004).

Публикации. Основные положения диссертации изложены в 111 публикациях, в том числе двух монографиях и семи авторских свидетельствах и патентах РФ.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, восьми глав, основных результатов и выводов, списка литературы и приложения; включает рисунков, таблиц. Основное содержание изложено на страницах машинописного текста, приложение - на страницах, список литературы включает 343 наименования.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ И ВЫВОДЫ

Диссертационная работа является научной квалификационной работой, в которой содержится решение проблем создания и моделирования автоматизированных систем мониторингового управления, имеющих существенное значение для различных отраслей промышленности.

В диссертационной работе получены следующие основные результаты и выводы:

1. В системах непрерывного смесеприготовления протекают сложные многостадийные процессы, включающие этапы дозирования, перемещения отдозиро-ванного материала по транспортно-формирующей системе в зону смешивания и взаимодействия питающих потоков с элементами смесительного устройства. Следовательно, данные процессы должны рассматриваться комплексно, с учетом исследования всех фаз.

2. Моделирование реальных процессов дозирования и смешивания методами энтропийно-информационного и стохастического подходов, а также методов механики сплошных сред, не позволяет выявлять совместное влияние многих зна

• чимых факторов, в частности, предварительного снижения флуктуаций питающих потоков посредством задания комплексного вектора их параметров, на качественные характеристики готовой смеси. С целью изучения процессов дозирования и зависимого от них процесса смесеприготовления целесообразно использовать системные методы исследования.

3. Наиболее целесообразным способом анализа системы смесеприготовитель-ного агрегата является комбинация аппарата теории передаточных функций и соф вокупности способов, позволяющих описать смесеприготовительный агрегат как управляемую динамическую систему. Передаточные функции систем удобно определять по структурной схеме в виде сигнальных графов с использованием топологической формулы Мейсона.

4. Традиционное средство спектрального представления сигналов - преобразование Фурье — не обладает локализацией во временной области, но имеет абсолютную локализацию в частотной. Поэтому с его помощью можно выполнить анализ сигнала с хорошим разрешением по частоте, но не по времени. Проблема кратковременного преобразования Фурье - в наличии частотно-временной неопределенности, которая устанавливает невозможность фиксации точных спек

• тральных компонент в определенные моменты времени.

5. При моделировании переходного процесса смесительного устройства в случае произвольного возмущающего воздействия со стороны дозаторного блока, применен подход, в соответствии с которым определяются реакции на входной сигнал, представленный Фурье-моделью. Определены режимные параметры таких воздействий со стороны дозаторов непрерывного действия и порционных дозирующих устройств.

• 6. Предложен и описан способ расчета выходных координат многомерной ® системы в виде ее реакций на произвольный вектор возмущающих входных воздействий методом переменных состояния системы. Возможность представления процессов через состояние системы, упрощает не только запись уравнений, но и их решение, и позволяет вести комплексное исследование смесеприготовительной системы.

7. С целью повышения эффективности при смесеприготовлении, сформирована математическая модель наблюдателей в технологическом пространстве состояний при невозможности полного измерения вектора переменных (координат). В качестве измеряемой координаты принята переменная на выходе смесительного устройства, при этом редуцированные наблюдающие устройства восстанавливают (и-1) переменных состояния.

8. Разработанный экспериментальный стенд для комплексного исследования объекта управления (смесеприготовительного агрегата или его фрагментов) позволяет решать проблемы, связанные с регистрацией первичных материалопото-ковых сигналов измерительной аппаратурой, их обработкой (включающей необходимые виды фильтрации) посредством управляющего мониторингового аппаратно-программного комплекса и формированием управляющих воздействий в цифровом и аналоговом видах.

9. Анализ разработанных моделей в терминах пространства состояний показал, что векторно-матричная модель агрегата с векторным входом имеет более компактную форму записи, требует меньших затрат времени на свое формирование и технических ресурсов на численную реализацию расчетов при моделировании рабочих режимов. Данная модель - совместно с квазискалярной - формирует научную основу одного из блоков комплексной системы моделирования смесеприготовительного агрегата, отвечающего за проведение технологического моделирования в пространстве состояний.

10. Путем моделирования структурного аналога полной схемы смесеприготовительного агрегата в пространстве состояний установлено, что в диапазоне варьирования (от 0,25 до 0,65) коэффициента внутренней рециркуляции инерционность агрегата при производстве смесей существенно возрастает, что ведет к снижению коэффициента неоднородности смесевых композиций.

11. Проблему недостаточной подготовленности материалопотока по его рас-ходно-временной структуре на предсмесительной стадии можно разрешить путем применения способа гомогенного асинфазно-синхронного дозирования. При этом сохраняются высокие значения крутизны фронтов формируемых доз в порционном дозировании и могут поддерживаться произвольные величины скважности дозирования X. Данный вид дозирования обеспечивает позитивное влияние на качественные показатели конечной смеси.

12. На основании передаточной функции смесительного устройства, сформированной по его топологической структурной схеме, определен характер влияющих факторов. К ним относятся параметры инерционности смесителя, постоянные времени и коэффициенты передачи опережающего канала и рециркулирую-щих (локального и глобального) каналов, а также параметр запаздывания в пере

Ф даточно-формирующем узле. Выявлено прямое влияние коэффициентов рецикла каналов обратных материалопотоков и частоты дозируемого потока, обратное влияние расхода через опережающий канал и практически инвариантное воздействие инерционных параметров смесителя на величину сглаживающей способности смесительного устройства.

13. На основе сравнения спектральных преобразований (стандартного и кратковременного) и вейвлет-преобразования сделано заключение о необходимости применения аппарата вейвлет-преобразований как одного из основных средств, формирующих базовую математическую платформу научно-технических основ создания, анализа и моделирования систем управления процессами в смеситель

• ных агрегатах и комплексах непрерывного действия.

14. Для выполнения эффективной обработки регистрируемых материалопото-ковых сигналов применен алгоритм вейвлет-поиска соответствия, благодаря которому производится аппроксимация сигналов наборами вейвлет-функций из специализированных время-частотных словарей (тезаурусов). С целью возможности визуального семантического представления одномерных переменных (потоков) последние посредством квадратичного распределения модифицируеются в двумерные / трехмерные отображения, которые могут интерпретироваться как динамиче ские текущие спектры материальных потоков в агрегате. Описаны процедуры адаптивной аппроксимации технологических сигналов вейвлет-функциями, генерируемыми в рамках время-частотного избыточного словаря; они позволяют точно (во всем частотном диапазоне материалопотоковых сигналов) и оперативно воспроизводить восстановление одномерных расходовых сигналов в вейвлет-среде.

15. В качестве аппроксимирующего базиса при анализе сигналов используется базис вейвлет-функций Габора с тетрадой параметров г, £ (р (соответственно: смещения, масштаба, частоты модуляции и начальной фазы), дающий возможность с высокой точностью восстанавливать реальные анализируемые материало-потоковые сигналы.

16. Для целей визуализации и облегчения управления динамикой одномерных материалопотоковых процессов предложен и используется двухступенчатый подход при их обработке: на первом этапе производится аппроксимация сигналов методом вейвлет-поиска соответствия, на втором - их преобразование в 2£-формат. Специфические особенности непрерывных смесеприготовительных процессов требуют применения нетрадиционных аппаратов вейвлет-преобразований и время-частотных распределений - при реализации процессов обработки технологической информации и формирования условий для управления фрагментами смесительного агрегата в рамках цифровых автоматизированных систем с обратными связями по многомерным координатам.

17. Разработана технология адаптации алгоритма вейвлет-поиска соответствия применительно к обработке нестационарных по частоте материалопотоковых сигналов; это позволило эффективно: а) идентифицировать и контролировать специфические режимы работы дозирующих устройств, обусловленные заданной технологией получения смесевых композиций; б) управлять динамикой смесеприго-товительного агрегата, используя при этом карту модифицированного сигнала ма-териалопотока (карту Вигнера) в качестве регулируемой двумерной время-частотной координаты, что, в конечном счете, позволяет рационализировать процесс производства высококачественных смесей.

18. Алгоритм вейвлет-поиска соответствия с габоровским словарем обеспечивает наиболее точное описание время-частотных структур среди доступных в настоящее время методов, так как он описывает представленные в сигнале структуры в терминах их времени возникновения, частотного и временного охвата, амплитуды и фазы - с разрешением, которое может быть настроено до теоретических пределов.

19. Поскольку смесительная аппаратура (смеситель, каналы направленной организации потока) аппроксимированы звеньями первого / второго порядков и обладают свойствами низкочастотного фильтра, то определенные высокочастотные составляющие сигнала материалопотока, имеющие место на этапе дозирования, могут отсутствовать в спектре сигнала на выходе СМПА и / или в локальном, глобальном рецикл-каналах, и, следовательно, их невозможно использовать для целей управления, т.е. сигналы материалопотока, регистрируемые на выходе смесительных аппаратов, пригодны для управления дозирующими устройствами, работающими с относительно низкими частотами в спектре материалопотоковых сигналов.

20. На базе вейвлет-анализа разработан способ мониторингового управления производственным процессом смесеприготовления, обеспечивающий непрерывный анализ смесей, управление процессом дозирования и динамикой смесительного узла с воздействием на вектор параметров последнего. Автоматизированное управление (режим автоматической стабилизации) соответствующим фрагментом реализуется путем дискретного формирования обратной связи в ждущем режиме.

21. Разработаны научно-технические основы создания и моделирования автоматизированных систем управления непрерывными смесеприготовительными процессами, использующие принципиально новый подход, базирующийся на применении аппаратов вейвлет-преобразования и время-частотных распределений.

22. Сформированы концепции создания систем управления с обратными связями на основе многомерных время-частотных переменных состояния. Это позволяет - совместно с функцией управления - реализовывать функцию визуального мониторинга текущих режимов работы агрегата, обогащающую семантическую основу процедуры управления.

1. A.c. 2132725 Россия, МКИ6 В01 F7/26. Центробежный смеситель. / В.Н. Иванец, И.А. Бакин, Б.А. Федосенков (Россия). Опубл. 1999, Бюл. №19.

2. Автоматизация технологических процессов пищевых производств / Под ред. Е.Б. Карпина. 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Агропромиздат, 1985. - 536 с.

3. Айзерман, М.А. Теория автоматического регулирования / М.А. Айзерман. -М.: Наука, 1966.-452 с.

4. Александров, А.Г. Синтез регуляторов многомерных систем/ А.Г. Александров. — М.: Машиностроение, 1986. 272 с.

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

6. Анализ и синтез систем управления / Д.Х. Имаев, 3. Ковальски, В. Б. Яковлев и др. СПб., Гданьск, Сургут, Томск: Информ. центр Сургутского гос. ун-та, 1998.

7. Андреев, Ю.Н. Управление конечномерными линейными объектами / Ю.Н. Андреев. М.: Наука, 1976. - 424 с.

8. Анисимов, В.И. Топологический расчет электронных схем / В.И. Аниси-мов. -JL: Энергия, 1977.

9. Анхимюк, B.J1. Теория автоматического управления / B.JI. Анхимюк. -Минск.: Выш. шк., 1979. 350 с.

10. Астафьева, Н.М. Вейвлет-анализ: основы теории и примеры применения / Н.М. Астафьева//УФН.- 1996. -Т. 166, № 11.-С. 1145-1170.

11. Атнас, М. Оптимальное управление. / М. Атнас, П. Фалб. М.: Машиностроение, 1968. - 764 с.

12. 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.

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

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

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

16. Батунер, JT.M. Математические методы в химической технологии / JI.M. Батунер, М.Е. Позин. Д.: Химия, 1979. - 248 с.

17. Башарин, A.B. Управление электроприводами / A.B. Башарин, В.А. Новиков, Г.Г. Соколовский. М.: Высш. шк., 1982. - 392 с.

18. Бесекерский, В.А. Теория систем автоматического регулирования / В.А. Бесекерский, Е.П. Попов. М.: Наука, 1975. - 768 с.

19. Благовещенская, М.М. Автоматика и автоматизация пищевых производств / М.М. Благовещенская. М., 1991.

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

21. Борцов, Ю.А Математические модели автоматических систем / Ю.А. Борцов. -Л.: Изд-во ЛЭТИ, 1981.

22. Вавилов, A.A. Структурный и параметрический синтез сложных систем / A.A. Вавилов. Л.: Изд-во ЛЭТИ, 1979.

23. Вавилов, A.A. Частотные методы расчета нелинейных систем / A.A. Вавилов.-Л.: Энергия, 1970.

24. Вавилов, A.A. Машинные методы расчета систем управления / A.A. Вавилов, Д. X. Имаев. Л.: Изд-во Ленингр. ун-та, 1981.

25. Видинеев, Ю.Д. Дозаторы непрерывного действия / Ю.Д. Видинеев. М.: Энергия, 1981.-273 с.

26. 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.

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

28. Воронин, A.A. Введение в динамику сложных управляемых систем / A.A. Воронин. М.: Наука, 1985. - 697 с.

29. Гантмахер, Ф.Р. Теория матриц / Ф.Р. Гантмахер. М.: Наука, 1969.

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

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

32. Деруссо, П. Пространство состояний в теории управления / П. Деруссо, Р. Рой, Ч. Клоуз. М.: Наука, 1970. - 620 с.

33. Джинджихадзе, С.Р. Структурный подход к анализу процесса смешения сыпучих материалов в циркуляционных смесителях / С.Р. Джинджихадзе, Ю.И. Макаров, A.M. Цирлин // Теор. осн. хим. технол. 1975. - Т. 21, №2. - С. 425-429.

34. Дидук, Г.А. Машинные методы исследования автоматических систем / Г.А. Дидук. -JL: Энергоатомиздат, 1983.

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

36. Дорф, Р. Современные системы управления / Р. Дорф, Р. Бишоп. Пер. с англ. Б.И. Копылова. М.: Лаборатория Базовых Знаний, 2002. - 832 с.

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

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

39. Ерофеев, A.A. Алгоритмы управления промышленных автоматических систем / A.A. Ерофеев. СПб.: Политехника, 1992. - 106 с.

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

41. Ерофеев, A.A. Теория автоматического управления / A.A. Ерофеев. -СПб.: Политехника, 1998.-295 с.

42. Заде, JI. Теория линейных систем / JI. Заде, Ч. М. Дезоер. М.: Наука,1970.-703 с.

43. 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.

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

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

46. Иванец, В.Н. Выбор режима работы смесительного агрегата при непрерывном дозировании / В.Н. Иванец, Б.А. Федосенков // Процессы в зернистых средах: Межвуз. сб. научн. тр. Иваново, 1989. - С. 51-56.

47. Иванец, В.Н. Методы интерактивного машинного моделирования смесительных систем / В.Н. Иванец, Б.А. Федосенков // Технология сыпучих материалов Химтехника 86: Матер. Всесоюзн. конф., Белгород, 1986. - Белгород, 1986. -Ч.2.-С. 15-17.

48. 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.

49. Иващенко, H.H. Автоматическое регулирование. Теория и элементы систем / H.H. Иващенко. 4-е изд., перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1978. - 736 с.

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

51. Ильин, О.П. Основы технической кибернетики / О.П. Ильин, B.JT. Анхи-мюк, A.M. Бабук. Минск: Выш. шк., 1975. - 348 с.

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

53. Имаев, Д.Х. Теория автоматического управления. Нелинейные, импульсные и стохастические системы автоматического управления. / Д.Х. Имаев, A.A. Краснопрошина, В.Б. Яковлев. Киев: Выща шк., 1992.

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

55. Информационные технологии пищевых производств в условиях неопределенности (системный анализ, управление и прогнозирование с элементами компьютерного моделирования) / А.Е. Краснов, О.Н. Красуля, О.В. Большаков, Т.В. Шлекскея. М., 2001.

56. Исследование и расчет систем управления с применением комплекса программ «АРДИС» / Г.Д. Горшков, В.Н. Иванец, H.H. Кузьмин и др. -Ленинград: ЛЭТИ, 1986. 64 с.

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

58. Карпин, Е.Б. Автоматизация технологических процессов пищевых производств / Е.Б. Карпин. М., 1985.

59. Каталымов, A.B. Дозирование сыпучих и вязких материалов / A.B. Ката-лымов, В.А. Любартович. Л.: Химия, 1990. - 240 с.

60. Катковник, В.Я. Многомерные дискретные системы управления / В.Я. Катковник, P.A. Полуэктов. М.: Наука, 1966.

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

62. Кафаров, В.В. Математическое моделирование основных процессов химических производств /В.В. Кафаров, М.Б. Глебов. М.: Высш. шк., 1991. - 400 с.

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

64. 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.

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

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

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

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

69. Кузовков, Н.Т. Динамика систем автоматического управления / Н.Т. Кузовков.-М.: Машиностроение, 1968.

70. Кузовков, Н.Т. Модальное управление и наблюдающие устройства / Н.Т. Кузовков. -М.: Машиностроение, 1976. 187 с.

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

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

73. Летов, А.М. Математическая теория процессов управления / А.М. Летов. -М.: Наука, 1981.-255 с.

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

75. Макаров, Ю.И. Проблемы смешивания сыпучих материалов / Ю.И. Макаров

76. Ф // Журн. Всесоюз. хим. общ-ва. им. Д.И. Менделеева. 1988. - Т. 33, №4. - С. 384.

77. 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.

78. Математические основы теории автоматического регулирования / Под ред. Б.К. Чемоданова. М.: Высш. шк., 1971. - 807 с.

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

80. Многосвязные системы управления / М.В. Мееров. A.B. Ахметзянов, Я.М. Берщанский, и др. М.: Наука, 1990. - 264 с.1. Ф/

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

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

83. Новиков, JI.B. Адаптивный вейвлет-анализ сигналов / JI.B. Новиков // Научное приборостроение. 1999. - Т.9, № 2.

84. Новиков, JI. В. Основы вейвлет-анализа сигналов / JI. В. Новиков. СПб.:• Изд-во ООО "МОДУС+", 1999. 152 с.

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

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

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

88. Патент № 2188066 РФ, МКИ7 B01F15/04. Способ дозирования сыпучихматериалов. / В.Н. Иванец, Б.А. Федосенков, Г.Е. Иванец, Д.Л. Поздняков, Е.В. Антипов. -2003.

89. Первозванский, A.A. Курс теории автоматического управления / A.A. Первозванский. М.: Наука, 1986. - 616 с.

90. Петухов, А.П. Введение в теорию базисов всплесков / А.П. Петухов. -СПб: Изд-во СПбГТУ, 1999. 132 с.щ 97. Попов, Е П. Теория линейных систем автоматического регулирования иуправления / Е.П. Попов. М.: Наука, 1989. - 304 с.

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

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

93. Протопопов, И.И. Автоматизация технологических линий молочной промышленности / И.И. Протопопов. М.: АгроНИИТЭИ мясо-мол.пром., 1987. - 42 с.

94. Протопопов, И.И. Системный анализ процессов производства сыров с целью его интенсификации, оптимизации и автоматизации / И.И. Протопопов.• М.: АгроНИИЭИММП, 1988.-44 с.

95. Радаева, И. А. Технология молочных консервов и заменителей цельного молока: Справочник / И. А. Радаева, В. С. Гордезиани, С. П. Шулькина. М.: Агропромиздат, 1986. - 351 с.ш

96. Расчет автоматических систем / Под ред. A.B. Фатеева. М.: Высш. шк., 1973.

97. Расчет систем управления с применением СМ ЭВМ / Под ред. В.Б.

98. Яковлева. Л.: Изд-во ЛЭТИ, 1987.

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

100. Рогинский, Г.А. Дозирование сыпучих материалов / Г.А. Рогинский. -М.: Химия, 1978.- 176 с.

101. Розенвассер, Е.М. Чувствительность систем управления / Е.М. Розен-вассер, P.M. Юсупов. М.: Наука, 1981.

102. Ф 108. Ройтенберг, Я.Н. Автоматическое управление / Я.Н. Ройтенберг. М.:1. Наука, 1978.-551 с.

103. Ротач, В.Я. Расчет динамики промышленных автоматических систем регулирования / В.Я. Ротач. М.: Энергия, 1973.

104. Рэй, У. Методы управления технологическими процессами / У. Рэй. -М.: Мир, 1983.-368 с.

105. Самонастраивающиеся системы: Справочник / Под ред. П.И. Чинаева.т Киев: Наук, думка, 1968. - 528 с.

106. Сергеев, Э.В. Основы статистической динамики линейных систем управления / Э.В. Сергеев. Л.: Изд-во ЛЭТИ, 1981.

107. Сердобинцев, С.П. Автоматика и автоматизация производственных процессов в рыбной промышленности / С.П. Сердобинцев. -М.: Колос, 1994. 335с.

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

109. 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.

110. Солодовников, B.B. Основы теории и элементы систем автоматического регулирования / В.В. Солодовников, В.Н. Плотников, A.B. Яковлев. — М.: Машиностроение, 1985.

111. Справочник по теории автоматического управления / Под ред. A.A. Красовского. М: Наука, 1987. - 712 с.

112. Справочное пособие по теории систем автоматического регулирования и управления / Под ред. Е.А. Санковского. Мн.: Выш. шк., 1973. — 583 с.

113. Теория автоматического управления / Под ред. A.A. Воронова. — М.: Высш. шк., 1986.-Ч. 1.-368 е.; Ч. 2.-504 с.

114. Теория автоматического управления / Под ред. A.C. Шаталова. — М.: Высш. шк., 1977.-448 с.

115. Теория автоматического управления / С.Е. Душин, Н.С. Зотов, Д.Х. Имаев и др.; Под ред. В.Б. Яковлева. М.: Высшая школа, 2003. - 567 с.

116. Теория управления / A.A. Алексеев, Д.Х. Имаев, H.H. Кузьмин, В.Б. Яковлев. СПб.: Изд-во СПбГЭТУ «ЛЭТИ», 1999.

117. Технологические средства автоматизации химических производств: Справочник /B.C. Балакирев и др. -М.: Химия, 1991. 270 с.

118. Тихонов, В.Я. Элементы и системы электроавтоматики в пищевой промышленности / В.Я. Тихонов. М.: Легкая и пищевая пром-сть, 1984. - 264 с.

119. Топчеев, Ю.И. Атлас для проектирования систем автоматического регулирования / Ю.И. Топчеев. М.: Машиностроение, 1989. - 752 с.

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

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

122. Федосенков, Б.А. Моделирование и управление динамикой непрерывных смесеприготовительных процессов в пространстве состояний и вейвлет-среде /Б.А. Федосенков. Кемерово, 2005. - 174 с.

123. Федосенков, Б.А. Применение метода переменных состояния для описания фрагментов смесеприготовительного агрегата / Б.А. Федосенков, Е.В. Ан-типов, Д.Л. Поздняков // Известия вузов. Пищевая технология. 2003. - № 2-3.ш1. С. 98-102.

124. Федосенков, Б.А. Cybernetic modelling of a mixing aggregate in the technological state space / Б.А. Федосенков, Е.В. Антипов, B.H. Иванец // Zentralblatt fur Mathematik J. Mat. Strukt. Model. 2002. - № Ю.

125. Федосенков, Б.А. Математическое моделирование технологического Ф процесса смесеприготовления в непрерывнодействующих агрегатах / Б.А. Федосенков, В.Н. Иванец // Вестник МАХ. -2001. №1. - С. 39-42.

126. Федосенков, Б.А. Методы частотно-временной локализации при анализе процессов приготовления сыпучих пищевых смесей / Б.А. Федосенков, В.Н.г

127. Иванец // Известия ВУЗов. Пищевая технология. 1999. - №4. - С. 75-78.

128. Федосенков, Б.А. Процессы дозирования сыпучих материалов в сме-сеприготовительных агрегатах непрерывного действия обобщенная теория иш анализ (кибернетический подход) / Б.А. Федосенков., В.Н. Иванец. Кемерово,2002.-211 с.

129. Федосенков, Б.А. Способ формирования управляющих воздействий ввейвлет-среде при производстве пищевых композиций в агрегатах непрерывного действия / Б.А. Федосенков, А.В. Камалдинов, В.Н. Иванец // Хранение и перераб. сельскохоз. сырья. 2005. - № 6.

130. Федосенков, Б.А. Особенности технологии приготовления сыпучих многокомпонентных пищевых продуктов / Б.А. Федосенков, В.Н. Иванец, Д.Л. Поздняков // АПК. Достижения науки и техники. 2002. - №9. - С. 25-28.

131. Федосенков, Б.А. Cybernetic modeling the mixture-producing aggregateл,with the state-space method terms / Б.А. Федосенков, Е.В. Антипов, В.Н. Иванец // ® Mathematical reviews (USA). June 2002.

132. Федосенков, Б.А. Построение моделей фрагментов смесеприготовитель-Ф ного агрегата в пространстве состояний / Б.А. Федосенков, Д.Л. Поздняков, Е.В. Антипов // Фундаментальная и прикладная математика. 2003. - № 1. - С. 56-61.

133. Федосенков, Б.А. Мониторинговое управление нестационарными процессами дозирования и смешивания / Б.А. Федосенков, A.JT. Чеботарев, Е.В. Антипов // Химическая промышленность. 2003. - № 6. - С. 33-38.

134. Федосенков, Б.А. Обобщенная математическая модель дискретного дозирования сыпучих порошкообразных материалов / Б.А. Федосенков, A.JL Че

135. Ф ботарев, Е.В. Антипов // Известия ВУЗов. Пищевая технология. 2003. - №2-3. -С. 76-80.

136. Федосенков, Б.А. Особенности технологии порционного дозирования сыпучих материалов / Б.А. Федосенков, В.Н. Иванец, Д.Л. Поздняков // Хранение и перераб. сельскохоз. сырья. 2003. - № 2. - С. 20-22.

137. Федосенков, Б.А. Технологический мониторинг смесеприготовитель-ного агрегата методами вейвлет-анализа / Б.А. Федосенков, А.Л. Чеботарев, Е.В.щ Антипов // Хранение и перераб. сельскохоз. сырья. 2003. - №5. - С. 71-72.

138. Филлипс, Ч. Системы управления с обратной связью / Ч. Филлипс, Р. Харбор. М.: Лаборатория Базовых Знаний, 2001. - 616 с.

139. Фильтрация и стохастическое управление в динамических системах /

140. Под ред. К.Т. Леондеса. М.: Мир, 1980.

141. Форсайд, Дж. Машинные методы математических вычислений / Дж. Форсайд, М. Малколм, К. Моулер. М.: Мир, 1980. - 279 с.

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

143. Цирлин, A.M. Оптимальное управление технологическими процесса-*у ми / A.M. Цирлин. М.: Энергоатомиздат, 1986. - 399с.

144. Цыпкин, ЯЗ. Основы теории автоматических систем / Я.З. Цыпкин. -М.: Наука, 1977.-548 с.

145. Черноусько, Ф.Л. Оценивание фазового состояния динамических сисф)тем / Ф.Л. Черноусько. М.: Наука, 1988.

146. Чиликин, М.Г. Теория автоматизированного электропривода / М.Г.• Чиликин, В.И. Ключев, А.С. Сандлер. М.: Энергия, 1979. - 616 с.

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

148. Шенфельд, Р. Автоматизированные электроприводы / Р. Шенфельд, Э. Хабигер; Пер. под. ред. Ю.А. Борцова. Л.: Энергоатомиздат, 1985. - 464 с.

149. Щупов, Л.П. Математические модели усреднения / Л.П. Щупов. М.:в'1. Недра, 1978.-225с.

150. Юревич, Е.И. Теория автоматического управления / Е.И. Юревич.1. Л.: Энергия, 1975.-415 с.

151. Ackermann, J.E. Der Entwurf Linearer regelungs Systems in Zustand-straum / J.E. Ackermann // Regelungstech Process-Datenverarb. 1972. - № 7. - S. 297-300.

152. Agnew, J.L. Linear Algebra with Application / J.L. Agnew and R.C. Knapp. Pacific Grove, CA: Brooks/Cole, 1989.ф. 158. Akansu, A. Multiresolution Signal Decomposition / A. Akansu and R.

153. Haddad. Academic Press, 1993.

154. An Adaptive Steering System for a Ship / T. Arie, M. Itoh, A. Senoh, N.• Takahashi, S. Fujii, and M. Mizuno // IEEE Control Sys. 1986. - №10. - P. 3-8.

155. A Real-Time Algorithm for Signal Analysis with the Help of the Wavelet Transform / M. Holschneider, R. Kronland-Martinet, J. Morlet, and P. Tchamitchian // Wavelets, Time Frequency Methods and Phase Space. Berlin: Springer-Verlag, 1989. -P. 289-297.

156. Astrom, K. J. Computer Controlled Systems / K. J. Astrom, B. Wittenmark. Englewood Cliffs, NJ: Prentice-Hall, 1984.

157. Asymptotic wavelet and Gabor analysis: extraction of instantaneous fre-® quencies / N. Delprat, B. Escudie, P. Guillemain, R. Kronland-Martinet, P. Tchamitchian, and B. Torresani.// IEEE Trans. Info. Theory. 1992. - Vol. 38, № 2. - P. 644-664.

158. Atherton, D.P. Nonlinear Control Engineering / D.P. Atherton. London: Van Nostrand Reinhold, 1982.

159. Auslander, L. On finite Gabor expansions of signals / L. Auslander, and R. Tolimieri // Signal Processing, Part I: Signal Processing Theory. New York: Springer Verlag, 1990.-P. 13-23.

160. Auslander L. Time-frequency analysis and synthesis of nonstationary signals / L. Auslander, I. Gertner, R. Tolimieri, and G. Eichmann // SPIE Advanced Algorithms and Architectures for Signal Processing. 1989. - Vol. 1152.

161. Baker, G.A., Jr. The Pade Approximant in Theoretical Physics / G.A. Baker, Jr., J.L. Gammel. New York: Academic Press, 1970.

162. Baker, G.A., Jr. Essentials of Pade Approximations / G.A. Baker, Jr. New York: Academic Press, 1975.

163. Bayram, M. Multiple window time-frequency analysis / M. Bayram and R. Baraniuk // Time-Freq. and Time-Scale Analysis: Proc. of Symp., Paris, France, July 1996.

164. Benedetto, J. J. Irregular sampling and frames. / J. J. Benedetto // Wavelets: A Tutorial in Theory and Applications. New York: Academic Press, 1992.

165. Bernstein, D.S. A Student Guide to Classical Control / D.S. Bernstein // IEEE Control Systems Magazine. 1997. - № 4. - P. 96-100.

166. Berruti, F. Measuring and Modeling Residence Time Distribution of Low Density Solid in a Fluidized Bed Reactor of Sand Particles / F. Berruti, A.G. Liden, D.S. Scott//Chem. Eng. Seien. 1988.-Vol.43.-P. 739-748.

167. Beylkin G. Fast wavelet transforms and numerical algorithms / G. Beylkin, R. Coifman, and V. Rokhlin // Comm. on Pure and Appl. Math. 1991. - Vol. 44. - P. 141-183.

168. Brogan, W.L. Modern Control Theory / W.L. Brogan. 3rd ed. - Engle-wood Cliffs, NJ: Prentice-Hall, 1991.

169. Bruce, A. Wavelet analysis / A. Bruce, D. Donoho, and H. Y. Gao. // IEEE Spectrum. 1996.-№ 10.-P. 26-35.

170. Buckheit, J. B. Wavelab and reproducible research / J. B. Buckheit and D. L. Donoho // Wavelets and Statistics; A. Antoniadis and G. Oppenheim, editors. Berlin: SpringerVerlag, 1995.-P. 53-81.

171. Burrus, C. S. DFT/FFT and Convolution Algorithms: Theory and Implementation / C. S. Burrus and T. W. Parks. New York: John Wiley and Sons, 1985.

172. Cabrelli, C. A. Generalized self-similarity / C. A. Cabrelli and U. M. Molter // J. of Math. Anal, and Appl. 1999. - Vol. 230. - P. 251-260.

173. Carmona, R. Practical Time-Frequency Analysis: Gabor and Wavelet Transforms with an Implementation / R. Carmona, W.L. Hwang, B. Torresani. New York : Academic Press, 1998.

174. Carmona, R. Identification of Chirps with Continuous Wavelet Transform / R. Carmona, W.L. Hwang, B. Torresani // Wavelets and Statistics; A. Antoniadis and G. Oppenheim, editors. Berlin: Springer-Verlag, 1995. - P. 96-108.

175. Chaos in Adaptive approximations: Technical Report / Computer Science, NYU; G. Davis, S. Mallat, and M. Avellaneda. NY, April 1994.

176. Chapman, S.J. Electrical Machinery Fundamentals / S.J. Chapman. New York: McGraw-Hill, 1984.

177. Chen, C.T. Introduction to Linear System Theory / C.T. Chen. 2nd edition. -NY: Holt, Rinehart and Winston, 1985.

178. Chen, S. Atomic decomposition by basis pursuit / S. Chen and D. Donoho // Wavelets: SPIE International Conference, San Diego, CA, July 1995.

179. Chen, W. K. Passive and Active Filters / W. K. Chen. New York: John Wiley and Sons, 1986.

180. Choi, H. I. Improved time-frequency representation of multicomponent signals using exponential kernels / H. I. Choi and W. J. Williams // IEEE Trans. Acoust., Speech, and Signal Proc. 1989. - Vol. 37, № 6. - P. 862-871.

181. Chui, C. K. Characterization of fundamental scaling functions and wavelets. Approximation Theory and its Applications / C. K. Chui and X. Shi. 1993.

182. Chui, C. K. An Introduction to Wavelets / C. K. Chui. New York: Academic Press, 1992. - 264 p.

183. Claasen, T. C. The aliasing problem in discrete-time Wigner distribution / T. C. Claasen and W. F. Mecklenbrauker // IEEE Trans. Acoust., Speech, and Signal Proc. 1983. - Vol. 31. - P. 1067-1072.

184. Cohen, A. Wavelet bases on the interval and fast algorithms / A. Cohen, I. Daubechies, and P. Vial. // J. of Appl. and Comput. Harmonic Analysis. 1993. - № 1. -P. 54-81.

185. Cohen, A. Biorthogonal bases of compactly supported wavelets / A. Cohen, I. Daubechies, and J.-C. Feauveau // Commun. on Pure and Appl. Math. 1992. - Vol. 45.-P. 485-560.

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

187. Cohen, L. Generalized phase-space distribution functions / L. Cohen // J. Math. Phys. 1966. - Vol. 7, № 5. - P. 781-786.

188. Cohen, L. Time-frequency Analysis / L. Cohen. Englewoods Cliffs: Prentice-Hall, 1995.

189. Cohen, L. Time-frequency distributions A review / L. Cohen // Proc. IEEE. - 1989. - Vol. 77, № 7. - P. 941 -981.

190. 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.

191. Cover, T. M. Elements of Information Theory / T. M. Cover and J. A. Thomas. Wiley Interscience, 1991.

192. Data compression and harmonic analysis / D. Donoho, M. Vetterli, R. A. DeVore, and I. Daubechies // IEEE Trans. Info. Theory. 1998. - Vol. 44, № 6. - P. 2435-2476.

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

194. Daubechies, I. Orthonormal bases of compactly supported wavelets / I. Daubechies // Commun. on Pure and Appl. Math. 1988. - Vol. 41, № 11. - P. 909-996.

195. Daubechies, I. The wavelet transform, time-frequency localization and signal analysis / I. Daubechies //IEEE Trans. Info. Theory. 1990. - Vol. 36, № 5. - P. 961-1005.

196. Davis, Geoffrey. Adaptive Nonlinear Approximations: Ph.D. thesis / Geoffrey Davis. Dep. of Mathematics, Courant Institute of Mathematical Sciences. - NYU,• Sept. 1994.

197. Davis, G. M. Greedy adaptive approximations / G. M. Davis, S. Mallat, and M. Avellaneda // J. of Constr. Approx. 1997. -Vol. 13. - P. 57-98.

198. Davis, G. M. Adaptive time-frequency decompositions / G. M. Davis, S. Mallat, and Z. Zhang// SPIE J. of Opt. Engin. 1994. - Vol. 33, № 7. - P. 2183-2191.

199. De Russo, P.M. State Variables for Engineers / P.M. De Russo, R.J. Roy, and C.M.Close. New York: Wiley, 1965.

200. DeSilva, C.W. Control Sensors and Actuators / C.W. DeSilva.

201. Englewood Cliffs, NJ: Prentice-Hall, 1989.

202. Determination of Aircraft Response Characteristics in Approach/Landing Configuration for Microwave Landing System Program / Naval Air Test Center; A.P. Schust, Jr. Report FT-61R-73. - Patuxent River, MD, 1973.

203. Digital Logic Circuit Design and Analysis / V.P. Nelson et al. Upper Saddle River, NJ: Prentice Hall, 1995.

204. Dorf, Richard C. Modern Control Systems / Richard C. Dorf, Robert H. Bishop. 4th edition. - Reading, MA: Addison Wesley, 1998.

205. Duhamel, P. Fast Fourier transforms: a tutorial review and a state of the art / P. Duhamel and M. Vetterli // Signal Proc. 1990. - Vol. 19, № 4. - P. 259-299.

206. Dym, H. Fourier Series and Integrals / H. Dym and H. P. McKean.

207. New York: Academic Press, 1972.

208. El-Hawary, M.E. Control System Engineering / M.E.El-Hawary. Reston, VA: Reston Publishing Company, 1984.

209. Fan, W. Optimal Particle Size in a Gas-Liquid-Solid Fluidized Bed Catalytic Reactor / W. Fan, L. Fan, D. Keith // Chem. Eng. Scien. 1988. - Vol. 43. - P. 2741-2750.

210. Franklin, G.F. Digital Control of Dynamic Systems / G.F. Franklin, J.D. Powell, and M.Workman. 3rd ed. - Reading, MA: Addison-Wesley, 1998.

211. Friedland, B. Control System Design / B. Friedland. New York: McGraw-Hill, 1986.

212. Friedman, J. H. Projection pursuit regression / J. H. Friedman and W. Stu-etzle //J. of Amer. Stat. Assoc. 1981. - Vol. 76. - P. 817-823.

213. Fu, K.S. Robotics: Control, Sensing, Vision and Intelligence / K.S. Fu, R.C. Gonzalez, and C.S.G. Lee. NewYork: McGraw-Hill, 1987.

214. Gabor Analysis and Algorithms: Theory and Applications / H.G. Feichtinger and T. Strohmer, eds. Boston: Birkhauser, 1998.

215. Gao, H. Y. Wavelet estimation of spectral densities in time series analysis: Ph.D. thesis / H. Y. Gao. University of California, Berkeley, 1993.

216. Gerald, C.F. Applied Numerical Analysis / C.F. Gerald. Reading, MA: Addison-Wesley, 1970.

217. Gersho, A. Vector Quantization and Signal Compression / A. Gersho and R. M. Gray. Boston: Kluwer Academic Publishers, 1992.

218. Golub, G. H. Matrix Computations / G. H. Golub and C. F. Van Loan. -Washington, DC: Johns Hopkins Univ. Press, 1989.

219. Goupillaud, P. Cycle-octave and related transforms in seismic signal analysis / P. Goupillaud, A. Grossman, and J. Morlet // Geoexploration / Elsevier Science Pub. 1984/85. - Vol. 23. - P. 85-102.

220. Graupe, D. Identification of Systems / D. Graupe. Huntington, NY, 1976.

221. Grochenig, K. Irregular sampling of wavelet and short-time Fourier transforms / K. Grochenig // Constr. Approx. 1993. - №. 9. - P. 283-297.

222. Grochenig, K. Foundations of Time-Frequency Analysis / K. Grochenig. — Boston: Birkhauser, 2001.

223. Grochenig, K. Sharp results on random sampling of band-limited function / K. Grochenig // NATO ASI 1991 on Probabilistic and Stochastic Methods in Analysis and Applications. — Kluwer, 1992.

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

225. Harris, F. J. On the use of windows for harmonic analysis with the discrete Fourier transform / F. J. Harris // Proc. IEEE. January 1978. - P. 11-33.

226. Heil, C. Continuous and discrete wavelet transforms / C. Heil and D. Walnut // SIAM Rev.- 1989. Vol. 31. - P. 628-666.

227. Herceg, E.E. Handbook of Measurement and Control / E.E. Herceg. -Pennsauken, NJ: Schaevitz Engineering, 1976.

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

229. High resolution pursuit for feature extraction / S. Jaggi, W. C. Karl, S. Mal-lat, and A. S. Willsky // J. of Appl. and Comput. Harmonic Analysis. 1998. -№ 5. - P. 428-449.

230. Hlawatsch, F. Linear and quadratic time-frequency signal representations / F. Hlawatsch and F. Boudreaux-Bartels // IEFE Sig. Proc. Mag. April 1992. - Vol.9, №2.-P. 21-67.

231. Hlawatsch, F. The interference structure of the Wigner distribution and related time-frequency signal representations / F. Hlawatsch and P. Flandrin // The Wigner Distribution-Theory and Applications in Signal Processing. Amsterdam: Elsevier, 1993.

232. Hoffman, Meredith. Wavelet Analysis: Revolutionary tool for Data Analysis and Signal Processing / Meredith Hoffman // SciTech Journal. September/October 1996.-Vol. 6, № 9.-P. 19-22.

233. Holschneider, M. Wavelets: An Analysis Tool: Oxford Mathematical Monographs / M. Holschneider. Oxford: Clarendon Press, 1995.

234. Hordeski, M.F. Design of Microprocessor Sensor and Control Systems / M.F. Hordeski. Reston, VA: Publishing Company, 1985.

235. Hsu, J.C. Modern Control Principles and Applications / J.C. Hsu and A.V. Meyer. New York: McGraw-Hill, 1968.

236. Hubbard, B. B. The World According to Wavelets / B. B. Hubbard. -Wellesley, MA: A K Peters, 1996.

237. Irwin, J.D. Basic Engineering Circuit Analysis / J.D. Irwin. 5th ed. - Upper Saddle River, NJ: Prentice-Hall, 1996.

238. Jaeger, R.C. Microelectronic Circuit Design / R.C. Jaeger. New York: McGraw-Hill, 1997.

239. Jaffard, S. Wavelet Methods for Pointwise Regularity and Local Oscillations of Functions / S. Jaffard and Y. Meyer // American Mathematical Society: vol. 123. Providence, RI, 1996.

240. Jayant, N. Signal compression: technology targets and research directions / N. Jayant // IEEE J. on Sel. Areas in Commun. June 1992. - Vol. 10, № 5. - P. 796818.

241. Johnstone, I. M. Function estimation and wavelets. Lecture Notes / I. M. Johnstone. Palo Alto: Dept. of Statistics, Stanford University, 1999.

242. Joseph, B. Wavelet Applications in Chemical Engineering / B. Joseph and R. L. Motard. Boston : Kluwer Academic Publishers, 1994.

243. Jury, E.I. Theory and Application of the z-Transform Method / E.I. Jury. -New York: Wiley, 1964.

244. Kaiser, G. A Friendly Guide to Wavelets / G. Kaiser. Boston: Birkhauser, 1994.

245. Kay, S. M. Fundamentals of Statistical Signal Processing / S. M. Kay. -Englewood Cliffs: Prentice-Hall, 1993.

246. Kicey, C. J. Unique reconstruction of band-limited signals by a Mallat-Zhong wavelet transform algorithm / C. J. Kicey and C. J. Lennard // Fourier Analysis and Appl. 1997. - Vol. 3, №1. - P. 63-82.

247. Kuke, Y. L. Mathematical functions and their approximations / Yudeii L. Kuke. Academic Press Inc., 1975.

248. Kuo, B.C. Automatic Control Systems / B.C. Kuo 7th ed. - Upper Saddle River, NJ: Prentice-Hall, 1996.

249. Kutyniok, G. Time-frequency analysis on locally compact groups: Ph.D. thesis / G. Kutyniok. Paderborn: University of Paderborn, 2000.

250. Laroche, J. HNS: speech modification based on a harmonic plus noise model / J. Laroche, Y. Stylianos, and E. Moulines // Acoust., Speech, and Signal Proc.: Proc. IEEE Int. Conf., Minneapolis, Minnesota, USA, April 1993.

251. Lewis, F.L. Optimal Control / F.L. Lewis and Y.L. Syrmos. 2nd ed. -New York: Wiley, 1996.

252. Ljung, L. System Identification: Theory for the User / L. Ljung and E.J. Ljung. Upper Saddle River, NJ: Prentice-Hall, 1998.

253. Localized measurement of emergent image frequencies by Gabor wavelets / A. C. Bovik., N. Gopal, T. Emmoth, and A. Restrepo // IEEE Trans. Info. Theory. -1992. Vol. 38, № 2. - P. 691-712.

254. Mallat, S. A theory for multiresolution signal decomposition: the wavelet representation / S. Mallat // IEEE Trans. Patt. Anal, and Mach. Intell. 1989. - Vol. 11, №7.-P. 674-693.

255. Mallat, S. Singularity detection and processing with wavelets / S. Mallat and W. L. Hwang // IEEE Trans. Info. Theory. March 1992. - Vol. 38, № 2. - P. 617-643.

256. 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.

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

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

259. Martin, W. Wigner-Ville spectral analysis of non-stationary processes / W. Martin and P. Flandrin // IEEE Trans. Acoust., Speech, and Signal Proc. December 1985. - Vol. 33, № 6. - P. 1461-1470.

260. Mason, S.J. Feedback Theory Further Properties of Signal Flow Graphs / S.J. Mason // Proc. IRE. - 1956. - Vol. 44, № 7. p. 960-966.

261. MATHCAD 6.0 PLUS. Финансовые, инженерные и научные расчеты в среде Windows 95. / Перевод с англ. М.: Информационно-издательский дом "Филинъ", 1996. - 712 с.

262. Matlab. Анализ, идентификация и моделирование систем: Специальный справочник / В. Дьяконов, В. Круглов. СПб.: Питер, 2002. - 448 с.

263. Maybeck, P.S. Stochastic Models, Estimation, and Control: vol. 1 / P.S. Maybeck. Orlando, FL: Academic Press, 1979.

264. McClure, M. R. Matching Pursuits with a Wave-Based Dictionary / M. R. McClure and L. Carin // IEEE Trans. Signal Proc. 1997. - Vol. 45, № 12. - P. 29122927.

265. Meyer, Y. Wavelets and Operators. Advanced mathematics / Y. Meyer. -Cambridge University Press, 1992.

266. Meyer, Y. Wavelets, Vibrations and Scalings / Y. Meyer. Montreal: CRM, Universite de Montreal, 1997.

267. Meyer, Y. Wavelets: Algorithms and Applications / Y. Meyer. SIAM, 1993.

268. Newland, D.E. An Indroduction to Random Vibrations, Spectral and Wavelet Analysis / D.E. Newland. New York: John Wiley, 1993.

269. Not necessary but sufficient conditions for the positivity of generalized Wigner functions / G. Mourgues, M.R. Feix, J.C. Andrieux, and P. Bertrand // J. Math. Phys. 1985. - Vol. 26. - P. 2554-2555.

270. Nussbaumer, H. J. Fast Fourier Transform and Convolution Algorithms / H. J. Nussbaumer. Berlin: Springer-Verlag, 1982.

271. Nuttal, A.H. The Wigner distribution function with minimum spread / A.H. Nuttall //Naval Underwater Systems Center: NUSCTech. Report 8317, June 1, 1988.

272. Obtaining non-negative quantum distribution functions / P. Bertrand, B. Iz-rar, V.T. Nguyen, and M.R. Feix // Phys. Lett. 1983. - Vol. 94. - P. 415-417.

273. Ogata, K. State Space Analysis of Control Systems / K. Ogata. Engle-wood Cliffs, NJ: Prentice-Hall, 1967.

274. Ogden, T. Essential Wavelets for Statistical Applications and Data Analysis / T. Ogden. Boston: Birkhauser, 1996.

275. Oppenheim, A. V. Discrete Time Signal Processing / A. V. Oppenheim and R. W. Shafer. Englewood Cliffs, NJ: Prentice-Hall, 1989.

276. Oppenheim, A. V. Signals and Systems / A. V. Oppenheim, A. S. Willsky and I. T. Young. Englewood Cliffs, NJ: Prentice-Hall, 1997.

277. 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.

278. Palm, W.J. Control System Engineering / W.J. Palm. New York: Wiley, 1986.

279. Papoulis, A. Probability, Random Variables and Stochastic Processes / A. Papoulis. 2nd edition. - New York, NY: McGraw-Hill, 1984.

280. Papoulis, A. Signal Analysis / A. Papoulis. New York, NY: McGraw-Hill, 1988.

281. Pati, Y. C. Orthogonal matching pursuit: recursive function approximation with applications to wavelet decomposition / Y. C. Pati., R. Rezaifar, and P. S. Krish-naprasad // Signals, Systems and Comput.: 27th Conf. Reports, Asilomar, November 1993.

282. Peyrin, F. A unified definition for the discrete-time discrete-frequency, and discrete-time / frequency Wigner distributions / F. Peyrin and R. Prost // IEEE Trans. Acoust., Speech, Signal Processing. 1986. - Vol. ASSP-34. - P. 858-867.

283. Phillips, C.L. Digital Control Systems Analysis and Design / C.L. Phillips and H.T. Nagle. 3rd ed. - Englewood Cliffs, NJ: Prentice-Hall, 1995.

284. Phillips, C.L. Signals, Systems, and Transforms / C.L. Phillips and J.M. Parr. 2nd ed. - Upper Saddle River, NJ: Prentice-Hall, 1999.

285. Phillips, C.L. Feedback Control Systems / C.L. Phillips and R.D. Harbor. -3rd ed. Upper Saddle River, NJ: Prentice-Hall, 1996.

286. Phillips, P. J. Matching Pursuit filters Applied to Face Identification / P. J. Phillips // IEEE Trans. Image Proc. 1998. - Vol. 7, № 8. - P. 1150-1164.

287. Polikar, Robi. The Wavelet Tutorial / Electronic Publications in the Internet: http://www.public.iastate.edu/rpolikar

288. Porat, B. Digital Processing of Random Signals. Theory and Method / B. Porat. Englewood Cliffs, NJ: Prentice-Hall, 1994.

289. Priestley, M. B. Evolutionary spectra and non-stationary processes / M. B. Priestley // J. Roy. Statist. Soc. 1965. - Ser. B, Vol. 27. - P. 204-229.

290. Priestley, M. B. Spectral Analysis and Time Series / M. B. Priestley. Boston: Academic Press, 1981.

291. Progress in Wavelet Analysis and Applications / Y. Meyer and S. Roques, editors. Frontières, 1993.

292. Qian, S. Joint Time-Frequency Analysis: Method and Application / S. Qian and D. Chen. Englewood Cliffs, NJ: Prentice-Hall, 1996.

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

294. Qiu, Sigang. Generalized dual Gabor atoms and best approximations by Gabor Family / Sigang Qiu // IEEE Trans. Signal Proc. 1996. - Vol. 49. - P. 167-186.

295. Rabiner, L. R. Digital Signal Processing of Speech Signals / L. R. Rabiner and R. W. Shafer. Englewood Cliffs, NJ: Prentice-Hall, 1978.

296. Rioul, O. Wavelets and signal processing / O. Rioul and M. Vetterli // IEEE Sign. Proc. Mag.-October 1991.-Vol. 8, №4.-P. 14-38.

297. Rioul, O. Fast algorithms for discrete and continuous wavelet transforms / O. Rioul and P. Duhamel // IEEE Trans. Info. Theory. March 1992. - Vol. 38, № 2. -P. 569-586.

298. Rioul, O. Regular wavelets: A discrete-time approach / O. Rioul // IEEE Trans, on Signal Proc. 1993. - Vol. 41, № 12. - P. 3572-3578.

299. Roseman, B. Mixing in Solids / B. Roseman // The Industrial Chemist. -1973.-P. 84-90.

300. Roy, W. Penny. Recent Trends in Mixing / W. Penny Roy // Chemical Engineering. 1971.-№ 22.-P. 86-98.

301. Rudin, W. Real and Complex Analysis / W. Rudin. NY: McGraw-Hill, 1987.

302. Saito, N. Multiresolution representation using the auto-correlation functions of compactly supported wavelets / N. Saito and G. Beylkin // IEEE Trans, on Signal Proc. 1993.-Vol. 41, № 12.-P. 3584-3590.

303. Saleh, B.E.A. Time-variant filtering of signals in the mixed time-frequency domain / B.E.A. Saleh and N.S. Subotic // IEEE Trans. Acoust., Speech, Signal Processing. 1985. - Vol. 33. - P. 1479-1485.

304. Sedlar, M. Signal Flow Graphs of Sampled Data Systems: A New Formulation / M. Sedlar and G.A. Bekey // IEEE Trans. Autom. Control. October 1967.• Vol. AC-12, № 2. P. 606-608.

305. Shensa, M. J. The discrete wavelet transform: Wedding the a trous and Mallat algorithms / M. J. Shensa // IEEE Trans. Signal Proc. 1992. - Vol. 40, № 10. -P. 2464-2482.

306. Sound signals decomposition using a high resolution matching pursuit / R. Gribonval, P. Depalle, X. Rodet, E. Bacry, and S. Mallat // Computer Music: Proc. Int. Conf. (ICMC'96), August 1996. P. 293-296.

307. Special Issue on Wavelet Applications in Engineering // Applied and Computational Harmonic Analysis. 2001. - Vol. 10, № 3.

308. Starck, J. L. Filtering and deconvolution by the wavelet transform / J. L. Starck and A. Bijaoui // Signal Processing. 1994. - Vol. 35. - P. 195-211.

309. Strang, G. Wavelets and Filter Banks / G. Strang and T. Nguyen. Boston: Wellesley-Cambridge Press, 1996.

310. Strang, G. Linear Algebra and Its Applications / G. Strang. Orlando, FL: ^ Academic Press, 1976.

311. Subband and Wavelet Transforms / A. Akansu and M. J. Smith, editors. Kluwer, 1995.

312. Tchamitchian, P. Ridge and skeleton extraction from the wavelet transform / P. Tchamitchian and B. Torresani // Wavelets and their Applications. Boston: Jones and Bartlett, 1992.-P. 123-151.

313. Tea, A. W. Matching Pursuit by undecimated discrete wavelet transform for non-stationary time series of arbitrary length / Andrew Walden Tea and Contreas A. Christan // Statistics and Computing. 1998. - Vol. 8, № 3. - P. 205-219.

314. Thomson, D. J. Spectrum estimation and harmonic analysis / D. J. Thomson // Proc. IEEE. 1982. - Vol. 70. - P. 1055-1096.

315. Tilings of the time-frequency plane: construction of arbitrary orthogonalbases and fast tiling algorithms / C. Herley, J. Kovacevic, K. Ramchandran, and M. Vet-terli // IEEE Trans. Signal Proc. 1993. - Vol. 41, № 12. - P. 3341-3359.

316. Time-frequency Signal Analysis / B. Boashash, editor. Wiley Halsted Press, 1992.

317. Tolimieri, R. Time-Frequency Representations, Applied and Numerical

318. Harmonic Analysis / R. Tolimieri and M. An. Boston, MA: Birkhauser, 1998. ^ 325. Tribel, H. Theory of Function Spaces / H. Tribel. - Boston: Birkhauser1. Verlag, 1992.

319. Van Valkenburg, M.E. Network Analysis / M.E. Van Valkenburg Engle-wood Cliffs, NJ: Prentice-Hall, 1974.

320. Vance, F.P. Statistical Properties of Dry Blends / F.P. Vance // Eng. Chem.- 1986.-Vol.58.-P.37.

321. Van de Vegte, J. Feedback Control Systems / J. Van de Vegte. 3rd ed. -t Upper Saddle River, NJ: Prentice-Hall, 1994.

322. Wang, A. Fast algorithms for the discrete wavelet transform and for the discrete Fourier transform / A. Wang // IEEE Trans. Acoust., Speech, and Signal Proc. -1984.-Vol. 32, №8.-P. 803-816.

323. Wavelets: A Tutorial in Theory and Applications / C. K. Chui, editor.- New York: Academic Press, 1992. 723 p.

324. Wavelets and Statistics / A. Antoniadis and G. Oppenheim, editors.1. Springer, 1995.

325. Wavelets and their Applications / M. B. Ruskai et al., editors. Boston: Jones and Bartlett, 1992.

326. Wavelets and turbulence / M. Farge, N. Kevlahan, V. Perrier, and E. Goirand // Proc IEEE. 1996. - Vol. 84, № 4. - P. 639-669.

327. Wavelets in Medicine and Biology / A. Aldroubi and M. Unser, editors. -CRC Press, 1996.

328. Wavelets: Mathematics and Applications / J. J. Benedetto and M. W. Fra-zier, editors. Boca Raton, Ann Arbor, London, Tokyo: CRC Press, 1994.

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

330. Wiberg, D.M. State Space and Linear Systems: Schaum's Outlines Series / D.M. Wiberg. NY: McGraw-Hill, 1971.

331. Wickerhauser, M. V. Adapted Wavelet Analysis from Theory to Software / M. V. Wickerhauser. AK Peters, 1994.

332. Wigner, E. P. Quantum-mechanical distribution functions revisited / E. P. Wigner // Perspective in Quantum Theory/ W. Yourgrau, A. van der Merwe, editors. -Boston, MA: Dover, 1971.

333. Wornell, G. W. Wavelet-based representations for a class of self-similar signals with application to fractal modulation / G. W. Wornell and A. V. Oppenheim // IEEE Trans. Info. Theory. March 1992. - Vol. 38, № 2. - P. 785-800.

334. Wornell, G.W. Signal Processing with Fractals: A Wavelet-Based Approach / G.W. Wornell. Prentice-Hall, 1995.