автореферат диссертации по процессам и машинам агроинженерных систем, 05.20.02, диссертация на тему:Повышение энергетической эффективности теплиц на основе оптимальной системы управления температурным режимом

На правах рукописи

□ОЗОВ2162 МАЛЬКО СЕРГЕЙ ЛЕОНИДОВИЧ

ПОВЫШЕНИЕ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ ТЕПЛИЦ НА ОСНОВЕ ОПТИМАЛЬНОЙ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРНЫМ РЕЖИМОМ

Специальность 05 20 02 - Электротехнологии и электрооборудование в сельском хозяйстве

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Санкт-Петербург-Пушкин-2007

003062162

Работа выполнена на кафедре электроснабжения и применения электрической энергии в сельском хозяйстве ФГОУ ВПО «Башкирский государственный аграрный университет»

Научный руководитель

■ доктор технических наук, Андрианова Людмила Прокопьевна

Официальные оппоненты

■ доктор технических наук, Валге Александр Мартынович

кандидат технических наук, Желтоухов Александр Иванович

Ведущая организация

ГУ СП совхоз «Алексеевский»

Защита состоится «10» апреля 2007 года в 1330 часов на заседании диссертационного совета Д 220 060 06 в ФГОУ ВПО «Санкт-Петербургском государственном аграрном университете» по адресу 196601, Санкт-Петербург, г Пушкин, Петербургское шоссе, д 2, ауд 2719

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Санкт-Петербургского государственного аграрного университета

Автореферат разослан «i?» /Ия 2007 года Автореферат размещен на сайте СПГАУ http //www spbgau spb ru/disser/news shtml

Ученый секретарь диссертационного совета, доктор технических наук, профессор

В Я Сковородин

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Тепличное овощеводство защищенного грунта является энергоемкой отраслью сельскохозяйственного производства, причем наибольшую долю энергозатрат (90-96 %) составляет тепловая энергия, необходимая для обогрева теплиц

Повышение урожайности овощных культур в теплицах при минимальных затратах энергии требует постоянного совершенствования систем автоматического управления (САУ) микроклиматом, причем среди всех параметров микроклимата наиболее ответственным является температурный режим (ТР)

Теплица, как управляемый объект по ТР, является нестационарным динамическим объектом с запаздыванием Правильность выбора режимных и конструктивных параметров системы обогрева теплицы целесообразно оценивать на стадии проектирования САУ ТР с применением методов активной идентификации

Известны работы ученых И Ф Бородина, Л Г Прищепа, В И Ани-скина, Н JI Гирныка, В В Выходца, В Р Крауспа, В Н Коновалова, И И Мартыненко, И Э Мильмана, В М Полищука, А А Рысса, Р М Славина, содержащие исследования, в которых рассматривались вопросы математического описания динамики процессов теплообмена сельскохозяйственных динамических объектов на основе методов идентификации Широкое применение методов активной идентификации САУ ТР теплиц сдерживается недостаточными исследованиями, отсутствием методик и информационных технологий (ИТ) их реализации и выбора оптимального управления, обеспечивающего минимальные энергозатраты на обогрев

В связи с этим разработка ИТ идентификации и выбора на ее основе САУ с требуемыми параметрами ТР со сниженными энергозатратами на обогрев теплицы, является актуальной научной задачей, имеющей важное народнохозяйственное значение, решение которой направлено на повышение энергетической эффективности теплиц и в конечном итоге урожайности овощных культур

Исследование соответствует Федеральной программе «Создание техники и энергетики нового поколения, формирование эффективной инженерно-технической инфраструктуры агропромышленного комплекса 2001-2005 гг» и концепции, разработанной в соответствии с основными положениями энергетической стратегии России на период до 2020 г

Цель и задачи исследования. Целью диссертационной работы является разработка ИТ активной идентификации для выбора оптимальной САУ ТР с наименьшими энергозатратами на обогрев теплицы

Для достижения поставленной цели в работе необходимо решить следующие задачи

- разработать математическую модель теплицы как объекта управления температурным режимом,

- разработать структуру САУ температурным режимом теплицы по критерию снижения энергозатрат,

- разработать алгоритм идентификации САУ температурным режимом теплицы,

- разработать информационную технологию идентификации САУ температурным режимом теплицы,

- провести теоретические и экспериментальные исследования влияния конструктивных параметров системы обогрева на температурный режим теплицы, работоспособности САУ ТР теплицы при различных возмущающих воздействиях, алгоритма идентификации САУ ТР теплицы

Объект исследования. Температурный режим теплицы

Предмет исследования. Математическая модель теплицы, модель системы автоматического управления, алгоритм и информационная технология идентификации САУ ТР теплицы.

Методы исследования. Для решения поставленных в диссертационной работе задач использованы закон сохранения энергии, теория математического моделирования, теория автоматического управления, теория идентификации, теория программирования Расчетно-теоретические исследования проведены посредством программ, разработанных автором в среде Matlab и Delphi

Основные положения, выносимые на защиту:

- математическая модель теплицы по каналу управления «температура теплоносителя — температура воздуха в теплице»,

- структура САУ ТР теплицы по критерию снижения энергозатрат,

- алгоритм активной идентификации САУ ТР теплицы,

- информационная технология идентификации САУ ТР теплицы,

- результаты исследования ТР, моделей теплицы и САУ ТР, алгоритма активной идентификации

Научная новизна основных положений, выносимых на защиту

- математическая модель теплицы в виде передаточной функции (ПФ) по каналу управления «температура теплоносителя - температура воздуха в теплице», построенная с учетом запаздывания и распределенности параметров системы обогрева в объеме теплицы,

- структура САУ с пропорционально-интегрально-дифференциальным (ПИД) законом регулирования, содержащая корректирующее устройство для обеспечения качества переходного процесса по ТР при снижении энергозатрат на обогрев теплицы,

- алгоритм идентификации САУ TP теплицы с помощью тестовых сигналов в виде время-степенных функций с последовательным и автономным определением коэффициентов ПФ в реальном масштабе времени за один активный эксперимент,

- информационная технология идентификации САУ TP теплицы, реализуемая с помощью оригинальной компьютерной программы IDOZ в среде Matlab,

- результаты исследования влияния на температурный режим теплицы конструктивных параметров системы обогрева, работоспособности САУ TP теплицы при различных возмущающих воздействиях и алгоритма идентификации

Практическая ценность результатов работы состоит в разработке программы для исследования системы обогрева теплицы, в выборе структуры САУ TP со сниженными энергозатратами на обогрев, информационной технологии идентификации САУ TP сооружений защищенного грунта Разработанные модели САУ TP, алгоритма идентификации и информационной технологии могут быть использованы для контроля и диагностирования технического состояния системы управления в процессе эксплуатации

Достоверность научных положений, выводов и результатов работы подтверждается применением корректного математического аппарата и современных методов исследования на основе интегрированных программных сред Matlab и Delphi

Реализация результатов работы. Результаты исследований, полученные в диссертационной работе, приняты к внедрению в ГУСП совхоз «Алексеевский»

Апробация работы. Основные положения и результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на международных технических конференциях «Методы и средства измерений» (Пенза, 2002 г ), «Измерения-2002» (Пенза, 2002 г ), «Идентификация систем и задачи управления» (Москва, 2003 г), «Датчики и преобразователи информации систем измерения, контроля и управления» (Судак, 2003 г ), «Пути повышения эффективности АПК в условиях вступления России в ВТО» (Уфа, 2003 г), «Аграрная наука в 21 веке» (Уфа, 2003 г), «Энергообеспечение и энергосбережение в сельском хозяйстве» (Москва, ГНУ ВНИИЭСХ, 2006 г), на б-й, 7-й Всероссийских научно - технических конференциях «Информационные технологии в науке, проектировании и производстве» (Н Новгород, 2002 г), на ежегодных научно — технических конференциях профессорско-преподавательского состава Башкирского государственного аграрного университета в 2001-2006 гг

Публикации. По материалам диссертационной работы опубликовано 16 работ, в том числе 4 статьи, 9 материалов конференций, 3 свидетельства РОСАПО о регистрации компьютерных программ для ЭВМ

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав, выводов по работе, списка использованной литературы Работа изложена на 219 страницах, содержит 57 рисунков, 15 таблиц, список литературы из 100 наименований и 5 приложений

СОДЕРЖАНИЕ И ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы, сформулированы цель и задачи исследования, представлены основные положения, выносимые на защиту, их научная новизна и практическая ценность

В первой главе «Анализ современного состояния энергетической эффекгивности теплиц блочного типа и их энергозатрат на обеспечение температурного режима» представлена классификация объектов защищенного грунта, сформулированы требования к температурному режиму, сделана оценка динамических свойств теплиц, проведен анализ существующих математических моделей и методов исследования динамических характеристик теплиц на основе идентификации, предложен метод активной идентификации САУ ТР с помощью тестовых сигналов специальной формы, показаны принципы формирования тестовых сигналов в среде МАТЬАВ

Теплица блочного типа относится к объектам защищенного грунта и является каркасным сооружением с прозрачным ограждением, для которой отклонение от заданного ТР должно быть не более ±1 °С

Для анализа динамических характеристик теплицы использовано понятие передаточной функции (ПФ) Известно, что теплица является нестационарным динамическим объектом с большой инерционностью (100-2000 с) и представляет собой звено второго порядка с запаздыванием

Тепловая мощность системы обогрева определяется температурой теплоносителя (в случае системы водяного обогрева), оказывающая непосредственное влияние на формирование температурного режима в теплице Эффективность тепловых процессов системы обогрева принято оценивать по реакции переходного процесса температуры воздуха в теплице при воздействии температуры теплоносителя На основе анализа переходных процессов показано, что энергозатраты на обогрев теплицы в завершающей стадии развития агроценоза в 1,5 раза выше по сравнению с начальным периодом его развития

Известные модели температурного режима теплиц рассматривались как системы с сосредоточенными параметрами, что приводит к не-

высокому качеству процесса управления ТР Для повышения точности и качества процесса управления при создании САУ ТР необходимо учитывать в математической модели теплицы распределенность параметров системы обогрева

Для построения математической модели теплицы на практике применяют методы исследования на основе пассивной и активной идентификации Активная идентификация обладает значительно меньшими трудозатратами, чем пассивная, и ее применение целесообразно на стадии проектирования САУ ТР теплицы В работе предложен метод активной идентификации коэффициентов ПФ замкнутой САУ ТР теплицы с использованием тестовых сигналов специальной формы, количество которых определяется порядком ПФ, и регистрацией откликов на их воздействие Тестовые сигналы представляют собой непрерывную последовательность время-степенных функций

= О)

где А -амплитуда тестового сигнала, Т- интервал времени идентификации, с

Выбранная последовательность тестовых сигналов обеспечивает определение коэффициентов ПФ САУ ТР теплицы за один активный эксперимент После регистрации откликов на воздействие тестовых сигналов (1) с помощью вычислительного алгоритма определяются коэффициенты ПФ САУ ТР теплицы

На основании вышеизложенного сформулированы цель и задачи исследования

Во второй главе «Синтез оптимальной системы управления температурным режимом теплицы» разработана и исследована математическая модель теплицы в виде ПФ по каналу управления «температура теплоносителя ©у, - температура воздуха в теплице ©й», выбрана структура САУ ТР теплицы и осуществлена подготовка САУ теплицы к процедуре идентификации

Система дифференциальных уравнений теплового баланса (2) составлена на основании закона сохранения энергии с учетом принятых допущений тепловое излучение между почвой, воздухом и ограждающей конструкцией не учитывается, плотность и теплоемкость воздуха являются постоянными и не зависящими от давления внутри теплицы, теплота распределяется только в направлении нормали к плоскости, в которой расположены нагревательные элементы, теплоноситель в системе водяного обогрева - несжимаемая жидкость, теплоотдача в аксиальном направлении пренебрежимо мала и коэффициент теплопередачи от стенок к воздуху постоянен по длине нагревательных регистров

с1в,

А

а©,

Я, +|9 ^ =

О/ ОТ -/,,

где - температура теплоносителя, °С, @с - температура стенки, °С, &в - температура воздуха в теплице, °С, 3 - скорость теплоносителя, м/с, Тп, Тп, Т1г - постоянные времени, с

Постоянные времени в зависимости от конструктивных параметров системы обогрева определяются в виде

ст рт с1 12 4а„

_сс рс (Р2-с/2)

4 а„ <1 ' 25

Сс Рс

4 аг, £)

где сг,с - удельная теплоемкость теплоносителя и материала нагревательного регистра соответственно, кДж/(кг К), рт, рс - плотность теплоносителя и материала нагревательного регистра, кг/м1, ап, а23 - коэффициент теплопередачи от теплоносителя к стенке и от стенки к воздуху, Вт/(м2 к), с1, О - внутренний и наружный диаметр нагревательного регистра, м

В результате решения системы дифференциальных уравнений (2) получена передаточная функция по каналу управления «температура теплоносителя ЭТ - тепловая мощность ()п»

Т21

г

1-ех{ -

\ V

Г, 5 +

1

Т21 5+^1+1 Т-,1

Та 6>

где кг - коэффициент теплопередачи от теплоносителя к воздуху, Вт/(м2 К)

Выражение для тепловой мощности в операторной форме

(3)

0о(*) = ©гО)

(4)

где у — комплексная переменная

Для описания температурного поля теплицы через тепловую мощность системы обогрева использовано уравнение Фурье

а©„

8( ду2

где а- коэффициент температуропроводности воздуха, м2/с, -

функция, характеризующая удельную тепловую мощность внутренних источников тепла

После решения (5) и применения преобразования Лапласа получена ПФ теплицы, как объекта управления температурным режимом (ОУТР), состоящая из параллельно соединенных п звеньев

К 5 + 1

4 Я2

где Т* =---— - постоянная времени п-го звена,

а я2 (2 п-1)

* Л ^(Н „Л * Л 4 V

кп = соэ (2 п-\) - У- СОБ (2 И-1)

2 Я) V 2 Я) а л1 (2 п-\)2

коэффициент усиления п-го звена, Я — рассматриваемая координата, 0 < у < К

Согласно агротехническим требованиям к ТР САУ должна обеспечивать заданное отклонение температуры воздуха ± 1°С при средней температуре воздуха в теплице 20°С, перерегулирование не более 5%, отсутствие колебательности процесса и равенство установившейся ошибки нулю

Данным требованиям удовлетворяет структура САУ с ПИД - законом регулирования, реализованная в среде МАТЬАВ (рис 1)

7

Рис 1 Структура САУ с корректирующим устройством 1- источник сигнала, 2- корректирующее звено, 3- сумматор, 4- усилительное звено, 5- ПИД-регулятор, 6- теплица, 7- регистрирующее устройство

На основе критерия оптимизации интеграла от взвешенного моду-

т

ля ошибки (ИВМО) ./ = | <г(01 Л определены настройки ПИД-

о

регулятора системы управления температурным режимом теплицы кр =37,104, к, =0,052, кв =8897,419, при этом У = 19,521

Переходный процесс САУ ТР теплицы, полученный в результате моделирования, показан на рис 2

10' --- I 1 -1- 1 1 1 -1--1—'- -

! 08 0,6 I Г I ~ I У \/ /| -1- 1 г 1 1 1 т г 1 1

оь ---- I / _г / ! --г __ 1 1 --1---1----

02 ---- \/ /1 х 1 1 1 1 1 1 1 1 1

1000 1500 2000 2500 3000

Время, с___

Рис 2 Моделирование переходного процесса САУ ТР теплицы

САУ теплицы как ОУТР представляет собой замкнутую динамическую систему с передаточной функцией 4-го порядка вида

IV (*)-к Ьг 5 + 1 (7)

где Ь1,а1 - коэффициенты передаточной функции замкнутой системы, выраженные через параметры теплицы и САУ

Показано, что теплица как ОУТР является управляемой, наблюдаемой и поэтому представляется возможным применение метода исследования ТР на основе алгоритма активной идентификации

В третьей главе «Определение точного математического описания оптимальной системы управления температурного режима теплицы на основе метода активной идентификации» разработан и исследован на сходимость алгоритм активной идентификации САУ температурным режимом с помощью время-степенных тестовых сигналов и разработана информационная технология реализации ашоритма идентификации

Подготовленная к идентификации передаточная функция замкнутой САУ ТР IV., (я) разлагается в степенной ряд в окрестностях точки £0 = 0

ГзсО) = С0+^ $ + ^ (8)

зс 0 1' 2' 3' 4' 5' &

Для определения коэффициентов С0, С,, , С6 необходимо на динамический объект подать семь тестовых сигналов вида (1)

Коэффициенты степенного ряда связаны с коэффициентами передаточной функции САУ ТР теплицы следующим образом

С С0=к

С,=^-С0 а, С

<

С1 _ 3' -С0 а,-С, с2 а,--- 2 2' «i

С4 _ 4' -С0 ал - С, с2 аз —-3 21 «2 - с, 3'

5' —С, а, - — 1 4 2, Сз аъ--- 3 3' а2 - 4'

с2 с3 --- а,--- 21 4 3' с4 аъ--- 3 4' аг

6» 5'

V 6» 21 - 3' 4' 51 (9)

После регистрации откликов САУ TP на воздействие тестовых сигналов и решения системы уравнений (9) определяются искомые коэффициенты передаточной функции (7)

На основании анализа сходимости алгоритма идентификации установлено, что рекомендуемая амплитуда тестового сигнала ступенчатой формы для проведения активной идентификации определяется из выражения \А\ < —

Информационная технология идентификации коэффициентов ПФ замкнутой САУ температурным режимом теплиц создана средствами визуального программирования (Delphi, MATLAB) Последовательность операций ИТ

- на вход САУ подается ступенчатый единичный сигнал и на выходе системы регистрируется отклик Регистрация отклика завершается при условии, что текущее значение отклика не отличается от предыдущего (| X, - X,.¡ | = 0) Полученное значение X, будет равно значению коэффициента bo,

- определяется длительность переходного процесса Т с учетом необходимой точности,

- формируется и подается на вход САУ тестовый сигнал первого порядка F, (t) = —— - --, регистрируется отклик САУ Х(Т), необходимый

для вычисления коэффициента разложения в степенной ряд,

- далее последовательность операций повторяется и после подачи на

Л(Т-I)1'

вход САУ тестового сигнала шестого порядка К (/) = ^ , производится решений системы уравнений (9) и определение коэффициентов Л, ПФ замкнутой системы САУ ТР (7);

- формируется отчет с выводом результатов идентификации (рис. 3).

^ эМАзаыейниен на ^счомо&тгагоййгортмй

Ч1ь; Г.1 ■

П я _м ^ и ■ ■ — —

. Ь"' г ^ьТангщ* '

] КО

" йм-лщтгнтое -ч. ч 5 у» ш

I 'Лг- ПоЯННиС*

* А."1- р^ОкГ

и«!-V I1 чк-ч г

и- [Т55Г ■. 11

5 ■ *' г. г,

ГШ*?

Рис. 3 Вывод результатов идентификации теплицы как ОУТР

В результате расчетов по заложенному алгоритму программа выдает определенные значения коэффициентов В . /!,А . I погрешности определен мл коэффициентов составили: для Д, = 0.4%. для Ах = 1,6%, для А, = 7,4%.

Снизить погрешность определения значений коэффициентов ИФ в результате активной идентификаций можно путем увеличения интервала идентификации Т, что даст более точное определение коэффициента усиления В9, а следовательно более точное определение коэффициентов А1 и Аг.

Полученные данные идент ификации могут быть использованы для последующего контроля и диагностирования САУ ТР теплицы с помощью встроенных в ИТ специальных подпрограмм.

В четвертой главе «Экспериментальные исследования температурного режима блочной теплицы» с целью сравнения энергозатрат на обогрев теплицы с помощью синтезированной и реальной САУ ТР проведен пассивный эксперимент в действующей теплице совхоза «Алексе-евский» Уфимского района РБ

Система обогрева была переведена на ручное управление и выведена на устойчивый минимально допустимый температурный режим Переходная характеристика теплицы в режиме обогрева показана на рис 4

035

03

025

1 02

ч 015

01

005

0

1000 2000 3000 W00 5000 6000 Время с

й - эксперимент я - теория

Рис 4 Переходная характеристика теплицы в режиме обогрева

Адекватность полученной модели теплицы подтверждается сопоставлением теоретических и эмпирических значений, расхождение которых не превосходит 5% (рис 4)

В результате наблюдений получены массивы данных по температуре воздуха в теплице ©„, температуре теплоносителя &Т, температуре наружного воздуха ©„, влажности воздуха в теплице <р, регистрировавшиеся для выращиваемой культуры огурца с 01 02 03 по 23 04 03 (от посадки до плодоношения) каждые 5 минут Методом корреляционного анализа установлены степень и характер влияния рассматриваемых параметров микроклимата на температуру воздуха в теплице Характер всех выявленных связей различен и состоит в следующем связь ®в=Т(®т,@н,<р) является прямой и умеренной (коэффициент корреляции находится в пределах 0,3 0,5)

м

По результатам обработки пассивного эксперимента в режиме эксплуатации получена Передаточная функция реальной замкнутой САУ ТР. Переходный процесс характеризуется следующими параметрами: апериодическая реакция, время установления 14900 с.

Моделирование теплового режима в теплице проведено с помощью разработанной компьютерной программы «Е<а$сЬе1:», которая позволяет рассчитывать коэффициенты теплоотдачи ап, а,,, к, и постоянные времени Ти, Тш 7'г1 в зависимости от тйПЛоф изи чес К кх и конструктивных параметров системы обогрева, строить график переходного процесса по каналу управления «температура теплоносителя ©г - тепловая мощность 0„». Программа предусматривает выбор вида выращиваемой культуры, стадии агроценоза, погодных условий (солнце, пасмурная погода), периода года (зимне-весенний, летне-осенний), времени суток (день, ночь).

По результатам моделирования, полученным путем варьирования Конструктивных параметров системы обогрева (Д.¡У), скорости движения теплоносителя (,9) и координаты () по длине нагревательного регистра, построены графические зависимости тепловой мощности на! резательного регистра от координаты X и скорости теплоносителя 3 () = /(х,,9) (рис. 5) и от диаметра нагревательного регистра с! и температуры теплоносителя &т у = / (аг.©,) (рис.6).

Iеплопоя МПи*11№1Ъ, ИТ

зооо

Рис. 5. Зависимость () = /(х.19)

Рис. 6. Зависимость £> = /(¿,0,}

В результате анализа графических зависимостей установлено, что;

- увеличение скорости теплоносителя н 2 раза с 0,25 по 0,5 м/с приводит к увеличению тепловой мощности и 1,2-1,5 раза;

- при увеличении скорости теплоносителя в 2 раза с 0,25 по 0,5 м/с происходит уменьшение времени Запаздывания в канапе управления «температура теплоносителя ©,. — тепловая мощность О0» п 1.76 раза;

- с ростом температуры теплоносителя 0, с 40 до 80 "С и скорости теплоносителя с 0,25 ио 0,5 м/с коэффициент теплопередачи от теплоносителя к воздуху возрастает в 1.75 и 1.02 раза соответственно.

В пятом главе "Расчет технико-экономических показателей и энергетической эффективности теплиц" определен годовой экономический эффект предлагаемой системы управления для геилицы. Расчет эффективности проводился В соответствии с методикой экономической оценки средств электрификации и автоматизации сельскохозяйственною производства.

Сравнительный анализ переходных характеристик для реальной и синтезированной систем управления, показали что за счет улучшения качества процесса управления и увеличения быстродействия энергозатраты ¡¡а обогрев теплицы меньше в 1,6 раза. Предполагаемый экономический эффект от внедрения достигается за счет более качественного управления и составил 2181815 рублей. Годовая экономия эксплуатационных затрат составила Э, = 11287,4 руб.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ

1 Проведенный анализ динамических характеристик теплицы как объекта ОУТР показал, что затраты энергии на обогрев обусловлены значительной постоянной времени и запаздыванием по каналу управления Установлено, что для уменьшения постоянной времени теплицы и запаздывания необходимо повышать температуру теплоносителя и увеличивать скорость движения теплоносителя

2 Разработана математическая модель теплицы в виде передаточной функции по каналу управления «температура теплоносителя ©7 — температура воздуха в теплице 0В» с учетом распределенности параметров системы обогрева, полученная на основании уравнения Фурье, представляющая собой в динамическом отношении звено 2-го порядка с чистым запаздыванием, имеющее коэффициент усиления ко = 0,31, постоянную времени Т0= 600 с, коэффициент демпфирования 1,2 , запаздывания 300 с Установлено, что теплица как динамический объект является управляемой и наблюдаемой

3 На основании агротехнических требований к ТР выбрана структура САУ с пропорционально-интегрально-дифференциальным законом регулирования и определены настройки ПИД-регулятора кР =37,104, к, =0,052, кп =8897,419 Для обеспечения требуемого качества процесса управления в состав структуры САУ входит корректирующее устройство 2-го порядка, компенсирующее нули, вносимые ПИД-регулятором Оптимизация параметров настроек регулятора осуществлена по критерию интеграла от взвешенного модуля ошибки (ИВМО)

4 Исходя из условий управляемости и наблюдаемости теплицы, предложен алгоритм идентификации ПФ замкнутой САУ ТР, коэффициенты которой определяются с помощью тестовых сигналов специальной формы в виде время-степенных функций последовательно и автономно с погрешностью, не превышающей 6% Для реализации идентификации разработана информационная технология в среде МАТЬАВ на основе оригинального алгоритма с установленной последовательностью измерительных и вычислительных процедур

5 В результате моделирования работы САУ ТР теплицы в условиях возмущений различного характера и перехода «день-ночь» получены переходные характеристики, подтверждающие правильность выбранного закона регулирования и структуры САУ, обеспечивающие снижение энергозатрат на обогрев Полученные данные проверены путем сопоставления энергозатрат синтезированной и реальной САУ ТР теплицы совхоза «Алексеевский» Уфимского района РБ Предполагаемое снижение энергозатрат составило 1,6 раза Предполагаемый

годовой экономический эффект от внедрения САУ температурным режимом теплицы блочного типа площадью 1 га составляет 2181815 рублей

Основные результаты работы изложены в следующих публикациях

1 Малько С JI, Андрианова Л П Актуальность проблемы контроля и диагностики систем автоматизации технологических процессов защищенного грунта Электрификация сельского хозяйства Межвузовский научный сборник, выпуск 3, Уфа БГАУ, 2002 г - с 62-65

2 Малько С JI, Андрианова JIП Информационная технология идентификации систем управления с помощью эталонных сигналов специальной формы Материалы 6-ой Всероссийской научно - технической конференции «Информационные технологии в науке, проектировании и производстве» - H Новгород, 2002 г —с 13-14

3 Малько С JT, Андрианова JIП Моделирование пробных сигналов специальной формы в задачах идентификации объектов автоматизации Материалы 6-ой Всероссийской научно - технической конференции «Информационные технологии в науке, проектировании и производстве» - H Новгород, 2002 г - с 15-16

4 Малько С JI, Андрианова JIП Принципы построения алгоритмов контроля и диагностики динамических систем на основе идентификации их передаточных функций Материалы Международной научно - технической конференции «Методы и средства измерения» -Пенза, 2002 г - с 77

5 Малько С JÏ, Андрианова JIП Метрологическая аттестация генератора пробных сигналов специальной формы Материалы Международной научно - технической конференции «Измерения-2002» -Пенза, 2002 г - с 29-30

6 Малько С Л , Андрианова JT П Моделирование тестовых сигналов специальной формы в среде Matlab Материалы 7-ой Всероссийской научно - технической конференции «Информационные технологии в науке, проектировании и производстве» - H Новгород, 2002 г - с 2021

7 Малько С Л , Андрианова Л П Принципы построения тестовых диагностических систем на основе активной идентификации Материалы II Международной научно - технической конференции «Идентификация систем и задачи управления» - Москва, Институт проблем управления им В А Трапезникова РАН, 2003 г - с 61-67

8 Малько С Л , Андрианова Л П Концептуальные основы контроля и диагностики на основе идентификации коэффициентов передаточных

функций «Приборы и системы Управление, контроль, диагностика » - Москва, 2003 г, №6, с 46-49

9 Малько С Л , Андрианова Л П Тестовая диагностическая система на основе активной идентификации Материалы XV научно - технической конференции с участием зарубежных специалистов «Датчики и преобразователи информации систем измерения, контроля и управления» - Москва, 2003 г - с 250-251

10 Малько С Л , Андрианова Л П Активная идентификация систем автоматического управления Материалы Международной научно -практической конференции «Пути повышения эффективности АПК в условиях вступления России в ВТО», часть 1 - Уфа, БГАУ, 2003 г -с 223-224

11 Малько С Л , Андрианова Л П Оптимизация параметров регулятора температуры блочной теплицы Электрификация сельского хозяйства Межвузовский научный сборник, выпуск 4 - Уфа, БГАУ, 2005 г -с 92-93

12 Малько С Л, Андрианова Л П Идентификация динамических объектов сельскохозяйственного назначения Электрификация сельского хозяйства Межвузовский научный сборник, выпуск 4 - Уфа, БГАУ, 2005 г - с 94-99

13. Малько С Л , Андрианова Л П Информационная технология идентификации передаточных функций объектов автоматизации сельскохозяйственного назначения Труды 5-й Международной научно-технической конференции «Энергообеспечение и энергосбережение в сельском хозяйстве», часть 5 - Москва, ГНУ ВИЭСХ, 2006 г - с 114119

14 Малько С Л, Андрианова Л П Контроль и диагностика электронных систем управления динамическими объектами Свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ № 2003611007 Зарегистрировано в Реестре программ для ЭВМ 24 03 2003 г

15 Малько С Л, Андрианова ЛП Идентификация передаточных функций динамических объектов с последовательным определением коэффициентов полинома знаменателя и полинома числителя Свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ № 2003611008 Зарегистрировано в Реестре программ для ЭВМ 24 03 2003 г

16 Малько С Л, Андрианова ЛП Модифицированный алгоритм идентификации передаточных функций динамических систем с последовательным определением коэффициентов полинома числителя и полинома знаменателя Свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ № 2003611009 Зарегистрировано в Реестре программ для ЭВМ 24 03 2003 г

Подписано в печать 0103 2007 Бумага офсетная Формат 60X90 1/16 Печать трафаретная уел печ л 1 Тираж 100 экз Заказ 759

Отпечатано с оригинал макета заказчика в копировально-множительном центре "АРГУС" Санкт-Петербург—Пушкин, ул Пушкинская, д 28/21, тел (812) 451-89-88

Per №233909 от 07 02 2001

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1 АНАЛИЗ СОВРЕМЕННОГО СОСТОЯНИЯ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ ТЕПЛИЦ БЛОЧНОГО ТИПА И ИХ ЭНЕРГОЗАТРАТ НА

ОБЕСПЕЧЕНИЕ ТЕМПЕРАТУРНОГО РЕЖИМА

1.1 Характеристика и классификация объектов защищенного грунта

1.2 Требования к температурному режиму объектов защищенного грунта

1.3 Анализ динамических характеристик и энергетической эффективности теплицы

1.4 Методы исследования динамических характеристик на основе идентификации 27 1.4.1 Исследование динамических характеристик теплицы на основе метода активной идентификации с помощью тестовых сигналов специальной формы 34 L5 Постановка задач исследования 40 Выводы по главе

ГЛАВА 2 СИНТЕЗ ОПТИМАЛЬНОЙ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРНЫМ РЕЖИМОМ ТЕПЛИЦЫ

2.1 Разработка математической модели теплицы блочного типа как объекта с распределенными параметрами

2.2 Исследование теплицы на управляемость и наблюдаемость

2.3 Моделирование и синтез оптимальной системы управления температурным режимом

2.3.1 Требования к качеству переходного процесса канала управления «температура воздуха в теплице - температура теплоносителя»

2.3.2 Выбор закона управления и критерия оптимизации для температурного режима теплицы

2.4 Подготовка системы управления температурным режимом теплицы к процедуре идентификации

Выводы по главе

ГЛАВА 3 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТОЧНОГО МАТЕМАТИЧЕСКОГО ОПИСАНИЯ ОПТИМАЛЬНОЙ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРНОГО РЕЖИМА ТЕПЛИЦЫ НА ОСНОВЕ МЕТОДА АКТИВНОЙ ИДЕНТИФИКАЦИИ

3.1 Алгоритм идентификации САУ теплицы блочного типа

3.2 Исследование алгоритма идентификации на сходимость

3.3 Информационная технология идентификации передаточных функций

3.4 Использование результатов активной идентификации коэффициентов передаточных функций для контроля и диагностики системы управления теплицы 90 Выводы по главе

ГЛАВА 4 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ТЕМПЕРАТУРНОГО РЕЖИМА БЛОЧНОЙ ТЕПЛИЦЫ

4.1 Пассивный эксперимент по определению передаточной функции блочной теплицы в режиме обогрева

4.2 Исследование системы управления блочной теплицы в режиме нормальной эксплуатации

4.3 Моделирование и исследование температурного режима в теплице

4.4 Исследование динамических характеристик оптимальной системы управления температурным режимом теплицы в среде

MATLAB

Выводы по главе

ГЛАВА 5 РАСЧЕТ ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ И ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ

ТЕПЛИЦ

5.1 Расчет капитальных вложений

5.2 Определение годовых эксплуатационных затрат 13О

5.3 Сравнение показателей энергетической эффективности нового и базового варианта

5.4 Технико-экономическая оценка эффективности проектируемого технического решения

5.5 Показатели экономической эффективности капитальных вложений

5.6 Расчет чистого дисконтированного дохода 139 Выводы по главе 141 ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ 142 СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 144 ПРИЛОЖЕНИЯ

Актуальность темы. Тепличное овощеводство защищенного грунта является энергоемкой отраслью сельскохозяйственного производства, причем наибольшую долю энергозатрат (90-96 %) составляет тепловая энергия, необходимая для обогрева теплиц.

Повышение урожайности овощных культур в теплицах при минимальных затратах энергии требует постоянного совершенствования систем автоматического управления (САУ) микроклиматом, причем среди всех параметров микроклимата наиболее ответственным является температурный режим (TP).

Теплица, как управляемый объект по TP, является нестационарным динамическим объектом с запаздыванием. Правильность выбора режимных и конструктивных параметров системы обогрева теплицы целесообразно оценивать на стадии проектирования САУ TP с применением методов активной идентификации.

Известны работы ученых И.Ф. Бородина, Л.Г. Прищепа, В.И. Анискина, H.JI. Гирныка, В.В. Выходца, В.Р. Крауспа, В.Н. Коновалова, И.И. Мартыненко, И.Э. Мильмана, В.М. Полищука, А.А. Рысса, Р.М.Славина, содержащие исследования, в которых рассматривались вопросы математического описания динамики процессов теплообмена сельскохозяйственных динамических объектов на основе методов идентификации. Широкое применение методов активной идентификации САУ TP теплиц сдерживается недостаточными исследованиями, отсутствием методик и информационных технологий (ИТ) их реализации и выбора оптимального управления, обеспечивающего минимальные энергозатраты на обогрев.

В связи с этим разработка ИТ идентификации и выбора на её основе САУ с требуемыми параметрами TP со сниженными энергозатратами на обогрев теплицы, является актуальной научной задачей, имеющей важное народнохозяйственное значение, решение которой направлено на повышение энергетической эффективности теплиц и в конечном итоге урожайности овощных культур.

Исследование соответствует Федеральной программе «Создание техники и энергетики нового поколения, формирование эффективной инженерно-технической инфраструктуры агропромышленного комплекса 2001-2005 гг.» и концепции, разработанной в соответствии с основными положениями энергетической стратегии России на период до 2020 г.

Цель и задачи исследования. Целью диссертационной работы является разработка ИТ активной идентификации для выбора оптимальной САУ TP с наименьшими энергозатратами на обогрев теплицы.

Для достижения поставленной цели в работе необходимо решить следующие задачи:

- разработать математическую модель теплицы как объекта управления температурным режимом;

- разработать структуру САУ температурным режимом теплицы по критерию снижения энергозатрат;

- разработать алгоритм идентификации САУ температурным режимом теплицы;

- разработать информационную технологию идентификации САУ температурным режимом теплицы;

- провести теоретические и экспериментальные исследования влияния конструктивных параметров системы обогрева на температурный режим теплицы, работоспособности САУ TP теплицы при различных возмущающих воздействиях, алгоритма идентификации САУ TP теплицы.

Объект исследования. Температурный режим теплицы.

Предмет исследования. Математическая модель теплицы, модель системы автоматического управления, алгоритмы и информационные технологии идентификации САУ TP теплицы.

Методы исследования. Для решения поставленных в диссертационной работе задач использованы закон сохранения энергии, теория математического моделирования, теория автоматического управления, теория идентификации; теория программирования. Расчетно-теоретические исследования проведены посредством программ, разработанных автором в среде Matlab и Delphi.

Основные положения, выносимые на защиту:

- математическая модель теплицы по каналу управления «температура теплоносителя - температура воздуха в теплице»;

- структура САУ TP теплицы по критерию снижения энергозатрат;

- алгоритм активной идентификации САУ TP теплицы;

- информационная технология идентификации САУ TP теплицы;

- результаты исследования TP, моделей теплицы и САУ TP, алгоритма активной идентификации.

Научная новизна основных положений, выносимых на защиту:

- математическая модель теплицы в виде передаточной функции (ПФ) по каналу управления «температура теплоносителя - температура воздуха в теплице», построенная с учетом запаздывания и распределенности параметров системы обогрева в объеме теплицы;

- структура САУ с пропорционально-интегрально-дифференциальным (ПИД) законом регулирования, содержащая корректирующее устройство для обеспечения качества переходного процесса по TP при снижении энергозатрат на обогрев теплицы;

- алгоритм идентификации САУ TP теплицы с помощью тестовых сигналов в виде время-степенных функций с последовательным и автономным определением коэффициентов ПФ в реальном масштабе времени за один активный эксперимент;

- информационная технология идентификации САУ TP теплицы, реализуемая с помощью оригинальной компьютерной программы IDOZ в среде Matlab;

- результаты исследования влияния на температурный режим теплицы конструктивных параметров системы обогрева, работоспособности САУ TP теплицы при различных возмущающих воздействиях и алгоритма идентификации.

Практическая ценность результатов работы состоит в разработке программы для исследования системы обогрева теплицы, в выборе структуры САУ TP со сниженными энергозатратами на обогрев, информационной технологии идентификации САУ TP сооружений защищенного грунта. Разработанные модели САУ TP, алгоритма идентификации и информационной технологии могут быть использованы для контроля и диагностирования состояний системы управления в процессе эксплуатации.

Достоверность научных положений, выводов и результатов работы подтверждается применением корректного математического аппарата и современных методов исследования на основе интегрированных программных сред Matlab и Delphi.

Реализация результатов работы. Результаты исследований, полученные в диссертационной работе, приняты к внедрению в ГУСП совхоз «Алексеевский».

Апробация работы. Основные положения и результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на международных технических конференциях «Методы и средства измерений» (Пенза, 2002 г.), «Измерения-2002» (Пенза, 2002 г.), «Идентификация систем и задачи управления» (Москва, 2003 г.), «Датчики и преобразователи информации систем измерения, контроля и управления» (Судак, 2003 г.), «Пути повышения эффективности АПК в условиях вступления России в ВТО» (Уфа, 2003 г.), «Аграрная наука в 21 веке» (Уфа, 2003 г.), «Энергообеспечение и энергосбережение в сельском хозяйстве» (Москва, ГНУ ВНИИЭСХ, 2006 г.), на 6-й, 7-й Всероссийских научно - технических конференциях «Информационные технологии в науке, проектировании и производстве» (Н.

Новгород, 2002 г.), на ежегодных научно - технических конференциях профессорско-преподавательского состава Башкирского государственного аграрного университета в 2001-2006 гг.

Публикации. По материалам диссертационной работы опубликовано 16 работ, в том числе 4 статьи, 9 материалов конференций, 3 свидетельства РОСАПО о регистрации компьютерных программ для ЭВМ.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав, выводов по работе, списка использованной литературы. Работа изложена на 219 страницах, содержит 57 рисунков, 15 таблиц, список литературы из 100 наименований и 5 приложений.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ

1. Проведенный анализ динамических характеристик теплицы как объекта ОУТР показал, что затраты энергии на обогрев обусловлены значительной постоянной времени и запаздыванием по каналу управления. Установлено, что для уменьшения постоянной времени теплицы и запаздывания необходимо повышать температуру теплоносителя и увеличивать скорость движения теплоносителя.

2. Разработана математическая модель теплицы в виде передаточной функции по каналу управления «температура теплоносителя @т - температура воздуха в теплице ®в» с учетом распределенности параметров системы обогрева, полученная на основании уравнения Фурье, представляющая собой в динамическом отношении звено 2-го порядка с чистым запаздыванием, имеющее коэффициент усиления ко = 0,31, постоянную времени Т0= 600 с, коэффициент демпфирования 1,2 , запаздывания 300 с. Установлено, что теплица как динамический объект является управляемой и наблюдаемой.

3. На основании агротехнических требований к TP выбрана структура САУ с пропорционально-интегрально-дифференциальным законом регулирования и определены настройки ПИД-регулятора ^=37,104, к, = 0,052, kD =8897,419. Для обеспечения требуемого качества процесса управления в состав структуры САУ входит корректирующее устройство 2-го порядка, компенсирующая нули, вносимые ПИД-регулятором. Оптимизация параметров настроек регулятора осуществлена по критерию интеграла от взвешенного модуля ошибки (ИВМО).

4. Исходя из условий управляемости и наблюдаемости теплицы, предложен алгоритм идентификации ПФ замкнутой САУ TP, коэффициенты которой определяются с помощью тестовых специальной формы в виде время-степенных функций последовательно и автономно с погрешностью, не превышающей 6%. Для реализации идентификации разработана информационная технология в среде Matlab на основе оригинального алгоритма с установленной последовательностью измерительных и вычислительных процедур.

5. В результате моделирования работы САУ TP теплицы в условиях возмущений различного характера и перехода «день-ночь» получены переходные характеристики, подтверждающие правильность выбранного закона регулирования и структуры САУ, обеспечивающие снижение энергозатрат на обогрев. Полученные данные проверены путем сопоставления энергозатрат синтезированной и реальной САУ TP теплицы совхоза «Алексеевский» Уфимского района РБ в режиме нормального функционирования. Предполагаемое снижение энергозатрат составило 1,6 раза. Предполагаемый годовой экономический эффект от внедрения САУ температурным режимом теплицы блочного типа площадью 1 га составляет 2181815 рублей.

1. Автоматизация и электрификация защищенного грунта. Под редакцией Прищеп Л. Г. М.: Колос,-1976. 320 с.

2. Проектирование комплексной электрификации. Под редакцией Прищеп Л. Г. М.: Колос.-1983. 270 с.

3. Энергосбережение системы теплоснабжения с использованием линз Френеля. // Возобновляемая энергия. 1998 №2, с 44-49

4. Климатические факторы и тепловой режим в открытом и защищенном грунте. Куртнер Т. А., Усков И. Б.- Л.: Гидрометеоиздат, 1982

5. Гончарук Н.С., Лебл Д.О. Новые направления в автоматизации микроклимата теплиц. // Механизация и электрификация с.х. 1983. №2.

6. Пилюгина В.В. Пути снижения энергозатрат на обогрев теплиц. // Техника в с.х. 1983. №4.

7. Судаченко В.И., Терпигоров В.А. и др. Механизация и автоматизация работ в защищенном грунте. Л.: Колос, 1982.

8. Теплотехника и применение теплоты в сельском хозяйстве. Драганов Б. X. и др.-М.: Агропромиздат, 1990.-463 с

9. Бородин И.Ф., Рысс А.А. Автоматизация технологических процессов. М.: Колос, 1996.-351с.

10. Энергетический анализ производства овощей в теплицах. Тихомиров А. В., Маркелова Е. К., Черномурова Е. Ю. // Достижения науки и техники АПК. 2002г., №9, с 7-9.

11. Свистунов В.М., Пушняков Н.К. Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха объектов агропромышленного комплекса и жилищно-коммунального хозяйства. 2-е изд. - СПб.: Политехника, 2004. - 423 с.

12. Попова С.А. Энергосберегающая система автоматического управления температурным режимом в теплице. Диссертация на соискание учёной степени кандидата технических наук.- Челябинск, 1995.

13. Агрометеорология. Лосев А. П., Журина Л. Л., М.: Колос, 2001

14. Овощеводство защищенного грунта. Под редакцией Брызглова. М.: Колос, 1995

15. Юдаев Б.Н. Теплопередача. М.: Высшая школа, 1973. - 360 с.

16. Гурвич Л.И. Автоматическое централизованное управление мощностью трубных систем блока многопролетных теплиц: Диссертация на соискание учёной степени кандидата технических наук.- Челябинск, 1985.

17. Терляева Г.Н. Моделирование и автоматическое управление многоконтурной системой водяного отопления теплиц: Диссертация на соискание учёной степени кандидата технических наук,- Киев, 1986.

18. Бунич А. Л., Бахтадзе Н.Н. Синтез и применение дискретных систем управления с идентификатором М.: Наука, 2003.-232с.

19. Структурная идентификация как процесс перехода от идеи к адекватной математической постановке прикладной задачи // Труды 2 Международной конференции. Гинсберг К. С.

20. Идентификация нестационарных объектов // Автоматика и телемеханика, №10,1999, с 3-45. Клейман Е. Г.

21. Статистическая динамика и идентификация систем автоматического управления. Под редакцией К. А. Пупкова, Н. Д. Егупова, 2004. 316 с.

22. Мартыненко И. И., Гирнык Н.Л., Полищук В.М. Автоматизация управления температурно-влажностными режимами сельскохозяйственных объектов. /Всесоюзная академия с.х. наук им В.И. Ленина. -М.: Колос, 1984.-152 с.

23. Методы идентификации динамических объектов. Дейч A.M.- М.: Энергия, 1979.-240 с.

24. Белова Д.А., Кузин Р. Е. Применение ЭВМ для анализа и синтеза автоматических систем управления. М.: Энергия, 1979. - 216с

25. Дженкинс Г., Ватте Д. Спектральный анализ и его приложения.-М.: Мир, выпуск 1, 1971.-316с.

26. Каминскас В.А. Идентификация динамических систем по дискретным наблюдениям. Часть 1. Основы статических методов оценивания параметров линейных систем. Вильнюс: Мокслас, 1982.-245 с.

27. Льюнг Л. Идентификация систем. -М.: Наука, 1991. 432с.

28. Штейнберг Ш. Е. Идентификация в системах управления. М.: Энергоиздат, 1987.-80с.

29. Эйкхофф П. Основы идентификации систем управления. Оценивание параметров и состояния. Пер. с англ. под ред. Н. С. Райбмана. -М: Мир, 1975.-676с

30. Планирование идентифицирующих входных сигналов в линейных динамических системах. // Автоматика и телемеханика, №2001, №2 с.75

31. Некоторые аспекты применения метода экспоненциальной модуляции для идентификации динамических объектов. Анисимов Д. Н. // Труды 2 Международной конференции.

32. Способ идентификации линейного объекта. Карташов В.Я. Патент РФ №2189622.

33. Способ идентификации линейного объекта. Карташов В.Я. Патент РФ №2189621.

34. Способ определения коэффициентов передаточных функций линейных динамических объектов. Гарипов Ф. Г., Юлдашбаев Ш. А. Патент РФ №2166789.

35. Способ определения параметров передаточной функции линейного динамического звена. Патент РФ №1377826.

36. Современные методы идентификации систем: Пер. с англ./ Под ред. П. Эйкхоффа. М.: Мир, 1983.- 400с.

37. Справочник по теории автоматического управления. Под редакцией А.А.Красовского. М.: Наука. Гл.ред.физ-мат. лит., 1987.- 712с.

38. Руруа А.А. Структурная идентификация нелинейных непрерывных стационарных систем. // Труды 2 Международной конференции.

39. Структурная и параметрическая идентификация определённого класса нелинейных систем с обратной связью. // Труды 2 Международной конференции.

40. Ерков А.А. Система управления микроклиматом в отделении блочных теплиц: Диссертация на соискание учёной степени кандидата технических наук.-Москва, 1995.

41. Андрианова Л.П., Шаймарданов Ф.А. Идентификация коэффициентов передаточных функций динамических объектов. Уфа: УГАТУ-1997. -195с.

42. Малько С.Л. Моделирование тестовых сигналов специальной формы в среде Matlab. Материалы 7-ой Всероссийской научно технической конференции «Информационные технологии в науке, проектировании и производстве». -Н.Новгород, 2002 г. - с.20-21.

43. Потемкин В.Г. Введение в MATLAB. М.: ДИАЛОГ - МИФИ, 2000. -247с.

44. Потемкин В.Г. Инструментальные средства MATLAB 5.x. М.: ДИАЛОГ - МИФИ, 2000. - 336с.

45. Потемкин В.Г. Система инженерных и научных расчетов MATLAB 5.x. -М.: ДИАЛОГ МИФИ, 1999. Т1. - 336с.

46. Потемкин В.Г. Система инженерных и научных расчетов MATLAB 5.x. -М.: ДИАЛОГ МИФИ, 1999. Т2. - 304с.

47. Данилов А.И. Компьютерный практикум по курсу "Теория управления". Simulink моделирование в среде Matlab/ Под ред. А.Э. Софиева: Учебное пособие. - М: МГУИЭ, 2002. - 128с.

48. Дьяконов В. Matlab 6: учебный курс СПб.: Питер, 2001. - 592 с.

49. Дьяконов В. Simulink 4. Специальный справочник. СПб.: Питер, 2002. -528с.

50. Дьяконов В., Круглов В. Математические пакеты расширения MATLAB. Специальный справочник. СПб.: Питер, 2001. 480с.

51. Левин В.И., Гросберг Ю.И. Дифференциальные уравнения математической физики. М.: Государственное издательство технико-теоретической литературы, 1951. - 575 с.

52. Рапопорт Э.Я. Структурное моделирование объектов и систем управления с распределенными параметрами. М.: Высш. шк., 2003. - 299 с.

53. Бутковский А.Г. Характеристики систем с распределенными параметрами (справочное пособие). Главная редакция физико-математической литературы издательства «Наука». М. 1979. - 224 с.

54. Цифровые системы автоматизации управления. Оллсон Г., Пиани Д. СПб.: Невский Диалект, 2001.-557 с.

55. Компьютерный анализ систем управления с. х. объектами. Ерков А. А., Мусин A.M. //Техника в сельском хозяйстве, 1998, №2, с 15-19

56. Литковский Г.В., Озеров В.П., Подольский А.И. Устройство формирования температуры воздуха в теплице. // Механизация и электрификация с.х. 1987. №4.

57. Штайхерт Г. Автоматическое устройство для регулирования микроклимата в теплицах. // Механизация и электрификация с.х. 1988. №12.

58. Первозванский А.А. Курс теории автоматического управления: Учеб. пособ. М.: Наука. Гл. ред. физ.-мат. лит., 1986. - 616 с.

59. Современные системы управления. /Дорф Р., Бишоп Р. Пер. с англ. Б.И. Копылова. М.: Лаборатория базовых знаний, 2002. - 823 с.

60. Начарян С.А. Оптимизация автоматического управления с.х. установок. -М.: Машиностроение, 1979.

61. Клевцов А.В. Средства оптимизации потребления электроэнергии. М.: Солон-пресс, 2004. - 240 с.

62. Малько C.JI. Оптимизация параметров регулятора температуры блочной теплицы. Электрификация сельского хозяйства. Межвузовский научный сборник, выпуск 4. Уфа, БГАУ, 2005 г. - с. 92-93.

63. Малько C.JI. Идентификация динамических объектов сельскохозяйственного назначения. Электрификация сельского хозяйства. Межвузовский научный сборник, выпуск 4. Уфа, БГАУ, 2005 г. - с. 94-99.

64. Бугров Я.С. Высшая математика: Учеб. для вузов: В 3 т. Под ред. В.А. Садовничего. 5-е изд. - М.: Дрофа, 2003, т 3. - 512 с.

65. Малько С.Л, Андрианова Л.П. Контроль и диагностика электронных систем управления динамическими объектами. Свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ № 2003611007. Зарегистрировано в Реестре программ для ЭВМ 24.03.2003 г.

66. Малько С.Л., Андрианова Л.П. Актуальность проблемы контроля и диагностики систем автоматизации технологических процессов защищенного грунта. Электрификация сельского хозяйства. Межвузовский научный сборник, выпуск 3, Уфа: БГАУ, 2002 г. с. 62-65.

67. Малько С.Л., Андрианова Л.П. Концептуальные основы контроля и диагностики на основе идентификации коэффициентов передаточных функций. «Приборы и системы. Управление, контроль, диагностика ». -Москва, 2003 г., №6, с. 46-49.

68. Компьютерный термометр на основе DS18S20. http://www.3dnews.ru.

69. Ан П. Сопряжение ПК с внешними устройствами. Пер. с англ. М.: ДМК Пресс, 2003.-320 с.

70. Макарова Н.В., Трофимец В.Я. Статистика в Excel. М.: Финансы и статистика, 2003. - 386 с.

71. Калоша В.К. Математическая обработка результатов эксперимента.

72. Минск: Выш. Школа, 1982. 103с.

73. Дьяконов В., Круглов В. MATLAB. Анализ, идентификация и моделирование систем. Специальный справочник. СПб.: Питер, 2001. -448с.

74. Мартынов Н.Н. Введение в Matlab 6. М.: Кудиц-Образ, 2002. - 352 с.

75. Лазарев Ю. Моделирование процессов и систем в MATLAB. СПб.: Питер; Киев: Издательская группа BHV, 2005. - 512 с.

76. Ljung L. System Identification Theory for the User. Prentice Hall, Upper Saddle River, N.J. 2nd edition, 1999.

77. Ljung L. System Identification Toolbox User Guide Computation. Vizualization. Programming. Version 5. The Mathworks, Inc. 2000.

78. Алиев T.A. Экспериментальный анализ. M.: Машиностроение, 1991. 272 с.

79. Селиванов М.Н., Фридман А.Э., Кудряшова Ж.Ф. Качество измерений: Метрологическая справочная книга. Л.: Лениздат, 1987. - 295 с.

80. Плескунин В.И. Теоретические основы планирования эксперимента в научных и инженерных исследованиях. Л.: ЛЭТИ, 1974. 47 с.

81. Адлер Ю.П., Грановский Ю.В., Маркова Е.В. Теория эксперимента: прошлое, настоящее, будущее. -М.: Знание, 1982. 64 с.

82. Новицкий П.В., Зограф И.А. Оценка погрешностей результатов измерений. 2-е изд., перераб. и доп. - Л.: Энергоатомиздат. Ленинградское отд-ние, 1991.-304 с.

83. Применение математических методов и ЭВМ. Планирование и обработка результатов эксперимента: Учебное пособие/ А.Н. Останин и др.; Под общей редакцией Останина А.Н. Мн.: Высш. шк., 1989. - 218с.

84. Герман-Галкин С.Г. Компьютерное моделирование полупроводниковых систем в Matlab 6.0. СПб.: Корона принт, 2001. - 320 с.

85. Глушаков СВ., Жакин И.А., Хачиров Т.С. Математическое моделирование: Учебный курс. М.: ООО "Издательство ACT", 2001. -524с.

86. Данилов А.И. Компьютерный практикум по курсу "Теория управления". Simulink моделирование в среде Matlab/ Под ред. А.Э. Софиева: Учебное пособие. - М: МГУИЭ, 2002. - 128с.

87. Кетков Ю.Л., Кетков А.Ю., Шульц М.М. MATLAB 6.x.: Программирование численных методов. СПб.: БХВ-Петербург, 2004. -672 с.

88. Экономика с/х. М.: Колос, 2000. - 328 с.

89. Водянников В.Т. Организационно-экономические основы сельской электроэнергетики. Учебное пособие. М.: Экмос, 2002. - 312с.

90. Водянников В.Т. Экономическая оценка энергетики АПК. Учебное пособие. М: Экмос, 2002. - 304 с.

91. Баутин В.М. и др. Справочник инженера-электрика с/х производства. М.: Информагротех, 1999. - 536 с.

92. Методика определения эффективности капитальных вложений. М.: Экономика, 1988.-89 с.

93. Методические рекомендации по оценке эффективности инвестиционных проектов и их отбору для финансирования. М.: Экономика, 1994. - 42 с.