автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.07, диссертация на тему:Разработка, исследование и внедрение систем автоматизированного управления технологическими комплексами с параллельной структурой

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН

)

КАЗАХСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

На правая рукописи

ШУКАЕВ Дулзт Иуркашепцч

УДК «11.5.01:653.012 (043)

РАЗРАБОТКА, ИССЛЕДОВАНИЕ И ВНЕДРЕНИЕ :ИСТЕМ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО УПРАВЛЕНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИМ!! КОМПЛЕКСАМИ С ПАРАЛЛЕЛЬНОЙ СТРУКТУРОЙ

Спсцнрлыгость 05.13.07 -

Автоматизация технологических процсссоп и пронзгодстп

Автореферат диссертации па сопсканае ученой степени доктора технических паук

АЛМАТЫ 1994

Работа выполнена в Казахском Национальном техническом университете

Научный консультант - член - корреспондент HAH PK, д.т.н., профессор АШИМОВ A.A.

Ведущая организация — Институт горного дела имени Д А. КУНАЕВА.

Официальные оппоненты: — д.т.н., профессор БИТТЕЕВ Ш.Б.;

- д.т.н., профессор КАСЫМОВ С.С.;

- д.т.н., профессор МУХАМЕДГАЛИЕВ А.Ф-

Защита состоится 1994 года в 14.00 ч.

на заседании специализированного совета Д 14.13.03 Казахского Национального технического университета по адресу: 480013, Алматы, ул. Сатпаева, 22.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Казахского Национального технического университета

Автореферат разослан ____1994 года.

Ученый секретарь специализированного совета, к.т.н., доцент МЕДЕТОВ М.М.

- 3,-

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ »

Лятуадшосп»! тени. Информатизация управления технологическими процессами и -их комплексами является важным направлением ь .'Вншения экономической эффективности при создании материальных ценностей. В сфере производства многих видов продукт™, например, при извлечений цветных металлов и их побочны/. к~: -люнтов, выработке электроэнергии на тепловых электростали: .>:; технологические операции переработки материальных потоков осуществляются на крупнотоннажных комплексах, характеризуемых параллельной или последовательно-параллельной структурой, типичной для больиинства отраслей про->ааленнссти наяен республики.

Существующий уровень азтоматизировалного управления подобными комплексами не схватывает проблему поиска оптимальных режимов функционирования технологических процессов с учетом ка}? сложности их структур», так и невозможности получения в реальных условиях достоверных моделей этих процессов, и тр?бует своего дальнейиего развития.

Дейсл^.клшго, при разработке систем управления технологическими комплексами со сложной структурой часто возникают сведущие две ситуации. Во-первых, в реальных условиях многие параметры определяются приближенно, и это приводит к постановке "возмущенных" оптимизационных задач. Во-вторых, частичная однотипность параллельно соединенных элементов сложных систем связана с неустойчивостью полученных ревений из-за "плохой обусловленности" матриц ограничений. Однако непосредственное применение методов' теории зозмудений н методов нахождения устойчивых реаенин некорректно поставленных

задач связано со значительными вычислительными проблемами, не Есегда преодолимыми при рассмотрении многих прикладных задач.

Поэтому разработка теоретических основ, моделей и методов оптимизации технологических комплексов и систем с парад-лельной структурой, ориентированних на решение широкого спектра прикладных задач автоматизации и управления, является весьма актуальной.

Цель н задачи пссдвдазанна. Целью работы является создание прикладной теории и методов для решения ' оптимизационных задач автоматизированного управления технологическими комплексами со слодной структурой с учетом как возмущенности моделей, так и возможной некорректности их постановок.

Поставленная цель работы определила основные ее задачи:

-развитие моделей и постановок задач оптимизации процессов технологических комплексов со сложной структурой с учетом возысшгай розмугденносгн параметров и частичной однотипности составлякяшх их элементов;

- разработка, на основе принципа расширения множества допустимых решений, единого подхода для оптимизации процессов, описываемых линейными, нелинейными, дискретными и многомерными моделями» в условиях возможной некорректности постанов к задач;

- обобщение метода расширения множества допустимых решений для оптимизации процессов в иерархических системах с параллельной структурой;

- применение разработанных методов оптимизации при- создания автоматизированных систем управления крупнотоннажными

технологическими комплексами металлургических и энергетичес» ких отраслей промышленности:

- разработка программно - инструментальных средств для решения широкого класса некорректно поставленных оптимизационных ¿~дач в различных сферах народного хозяйства и в научных исследованиях.

Нотодлпа зш?ол!<:е:я!я ксслэлозлгпй базируется на использовании нзгглологии системного анализа и исследования операций, аппарата оптимизации, метода возмущений, моделирования и программирования.

Ищч'.тг, В диссертации получены модели задач оптимизации процессов технологическим;: комплексов и систем с паралельной структурой, отличающиеся возиозшостыз учета как Еоэмущенности параметров исследуемых комплексов, так и частичной однотипности его паралельннх агрегатов.

Разработана новая процедура агрегирования моделей технологических операций комплексов с паралельной структурой, учитывгязая специфику возмуцснностн параметров рассматриваемых процессов.

Пред;,о"о.-; едаяый подход для создания методоз режется оптимизационных задач автоматизированного упргзлеаия технологическими комплексами со слоглой структурой, позволяют! учитывать возмоянуп некорректность ш; постановок.

Разработан метод расширения множества допустимых значений для решения широкого спектра оптимизационных задач в объектах с паралельной структурой. В отличии от существующих методов оптимизации этот метод находит устойчивое решение и при плохой обусловленности матриц ограничений н одинаково прост для решения как линейных, так и нелинейных, дискретных

- б -

и специальных задач управления технологическими комплексами и системами.

Предложена новая схема декомпозиции многомерных оптимизационных задач распределения ресурсов между параллельными технологичесюми операциями.

Проблема оптимизации процессов технологических комплексов с иерархической структурой управления впервые исследована с учетом возможной некорректности постановок задач, и получена теоретическое обоснование сходимости- разработанного в работе итеративного алгоритма оптимизация в условиях иерар--хии уровней управления.

■ На основе предложенных моделей ..и методов разработаны программные инструментальные средства.для решения .широкого •спектра задач распределения ограниченных; ресурсов, отличающиеся возможностью нахождения устошивых,, решений.лилри ..плохой обусловленности матриц ограничений.

Свяаь с планЕзггж! работами. ;1Кссдедоваиия

автора выполнялись в соответствии с .планом; фундаментальных работ программы "Информатика, управление ..и гылмислительная •техника" ■ Национальной академии наук РК (с ,1993г.) л планом ■научно-методических исследований по информатизации обучения министерства образования .Республики ( 1991-1992 г.г.),. а также ■ .в соответствии с плановой тематикой Казахского Национального технического университета: "Разработка и внедрение АСУ на "УК СЦК" (1979т1983г.г. N гос:регистрации 73014673), "Разработка элементов теории синтеза АСУ" (1980-1985г.г.П гос.регистран,пи 77067357),' "Разработка и внедрение систем регулирования. и управления- технологическими процесса/,;! оиер-•- гс&вока 500 Шт Экибастуеской ГРЭС-1" (и гос. регистрации

01.85. 0053292), "Разработка элементов теории построений имитационных тренажеров па базе ПЭВМ (.991-1992г.г.).

Рег.ззагдая и ваодреикэ результатов.

Предложенные в работе подходы, модели, методы, алгоритмы и программные продукты были использованы при разработке подсистемы согласованного управления процессами утилизации серосодеряашгл газов цинкового производства Усть-Каченогорс-кого СЦК, сиотс-чы автоматизированного управления технологически комплексом подготовки и подачи пылевидного топлива для энергоблока мопшостью 500 МВт йтбзстузскон ГРЭС-1. ■

Разработанная в диссертационной работе имитационная система распределения и анализа электробаланса применена длл решения задач ценообразования и прогнозирования развития знергоресурсов Республики Казахстан.

Диалоговая система "Ресурс" принята к реализации свод-но-экономическим отделом министерства экономики республики для выполнения макроэкономических расчетов при государственном регул,,.тганпи цеп.

Результаты работы внедрены такте в учэбшй процесс Казахского Национального технического университета, Казахской Государственной академии управления и Аздаткисного энергетического института.

По материалам диссертационной работы гшисан учебник "Злектронды есептеу1ш малшамен модельдеу" (Алматы, РЛК, 1994, 172 б.) и учебное пособие " Моделирование случайных закономерностей на (Алма-Ата, Кнтап, 1991, 106 е.).

Аорвбзюа работа. Основные положения диссертации обсуждались на семинарах института проблем информатики и управления ИЛИ РК. Московского института стаяи и сплавов, Рнешэко-

«омического центра НАН РК, Казахского Национального технического университета , Института экономики НАН РК, а также докладывались на следующих научных конференциях, совещаниях и симпозиумах:

- Меадународном симпозиуме ИФАК/ИФОРС "Методы оптимизации - аспекты применения" (Болгария, 1979г.);

- VII Всесоюзном совещании по проблемам управления (Минск, 1977 г.);

- IV Всесоюзном совещании по управлению большими системами (Алма-Ата, 1975г.);

- IX Всесоюзном школа-семинаре по адаптивным системам (Альма-Ата, 1978г.);

- I Всесоюзном семинаре по метода>.1 синтеза-и плакирования развития структур сложных систем (Звенигород, 1979г.);

- II Всесоюзном семинаре по методам синтеза и планирования развития структур сложных систем (Ташкент,1980г.);

- Городской научно-технической конференции по оптимизации процессов и управления (Алма-Ата, 1979г.);

- Всесоюзном научно - техническом совещании по создагаш и внедрения автоматизированных м автоматических систем управления непрерывными и дискретно-непрерывными технологическими процессами (Алма-Ата, 1983г.);

- Республиканской научно-практической конференции по проблеме комплексной роботизации и внедрения автоматических и автоматизированных систем управления в народное хозяйство

■ Казахстана "(As.ua-йта, 1935г.);

- Всесоюзной каучко-практической конференции "Опыт и пробами повышения качества продукции в машиностроении" (Рига, 1С26Г.);

- Республиканской- научно-технической конференции "Опыт* эксплуатацией перспектизы развития ACT энергообъектвми : Уэ- . бекистанач (Ташкент;; 1989г.).

йу; ^чнапрет;::Основные результаты диссертации опубликова- . ны в 37 работах.

Структура и обчаи работы.- Работа состоит,из введения, семи раздало:- закхючеиия• (всего 257 ;стр..; с рисунками);; списка испол1-ют?1шой литературы и приложений.-

СОЛЕРаМКЕ РАБОТЫ

Ви сззяекиз обосновала актуальность темы, сформулированы цель и задачи теоретических исследований й практических разработок, приведены методология и методы исследования, оп- -ределены научная новизна и практическая ценность.

3 всркм рзадег? диссертации рассмотрены характерные особенности технслогпчоскк комплексов с параллельной структурой и существующие» системы управления, дан аназиз современного ■ --'-я:.;пр,-5леки оптзмзалпгтехнологических процессов в этих объектах. Выявлено, что эта проблема зклачгет два основных аспекта. Это решение задач распределения ограниченных ресурсов мелду параллельными элементами и учет или яния на эффективность всего комплекса локалько-оптамачъних режимов отдельный ого элементов. . Регение данноЗ проблемы на ттлкивается на существенные трудности, связанные с предрап нол^лениосп г оптимизационных задач для объектов с пара,-; лол'-ной структурой к некорректной их постановке. Это вызвана ;.:if"!V!"!!]i!f'H лп\'1/я «Ьаясторпми: слабой обусловленностью матриц

ограничений, вызванной параллельной структурой, с одной стороны, и наличием многочисленных возмущений, характерных для любых сложных объектов, функционирующих в реальных условиях.

Проанализированы основные подходы, позволяющие осуществлять управление в этих условиях, обсуядены их достоинства и границы применимости.

Раздел завершается содержательной постановкой решаемых ь диссертации задач.

Второй раздал диссертации посвящен математическому описанию технологически комплексов с параллельной структурой к исследованию задач оптимизации в условиях частичной однотипности параллельных элементов комплекса и, следовательно, возможной неустойчивости полученных решений. С этой целью в разделе построены математические модели процессор протекающих на отдельных элементах комплекса, и уравнения связи мед-;ку ними, а тагае получена процедура агрегирования моделей параллельных операций. При математической постановке оптимизационных задач для учета малых отличий меэду параллельными операциями введен малый параметр е.

Приведенная в разделе математическая и геометрическая ннтеолретация множества допустимых решений оптимизационных задач в объектах с параллельной структурой позволила получить теоретическое обоснование метода расширения допустимой области ограничений как единого подхода к реаению поставленных задач исследования.

В первом параграфе данного раздела, с учетом специфики рассматриваемых об*ектов, математические модели технологи-чесчнх ироцессов получены в классе аддитивных функций от не-

- J] - ■

ременных, характеризующих объемные хц, кондиционные ,yjj 1П» - { 2,3,...,п> показатели распределяемго ресурса, и локальных управляющих воздействий Uj, т.е. _ _

У«!- gjjUjlH Гл(лр 3-1,П. 1-1,гл. (1)

¡'.роме того, эти переменные характеризуются уравнениями связи внутри комплекса параллельных технологических операций:

а) по объемным показателям материальных потоков

п п

£ хл ' xi , Z уп - уц j-i J-I

б) по кондиционным показателям

п

A-J1 - XI, ■ Е ЛиУи - - З'ь 1.1 е L.

1-1

где Xj i - весовые коэффициенты.

Рассмотрим вопрос построения агрегированной модели комплекса параллельных объектов, используемых, при его исследовании в рачках более крупных объектов с последовательно-параллельной структурой. Учитызая, что на практике парач-лельнне технологические операции реализуются на частично однотипных элементах и поэтому функция обычно имеет некоторую общую часть, присущую всем параллельным элементам комплекса, одну из зависимостей (1) , напргвдер, для объемного показателя ресурса, представим в виде

Уп=а1хп+ eSii(xji) + rjiCsj) + Фл(uj) . Тогда для объемных показателей материального потока на выходе комплекса в целом имеем

ппп п п

Уг*ЕУп-Еа1ХЛ+ еЕ5з1(хл) + Егл(*о) * (2)

3-1 1-1 1-1 * 1-1 1-1

Принимая и воспользовавшись уравнениями связи материал!, кого потока внутри комплекса п

£х31= XI , хл - XI V 1 е I, 1-1

преобразуем выражение (2).к виду

п

У1 - ахХ1+ п(«) + ЕФЛ1(ц,). (3)

1-1

Аналогично для кондиционных показателей материального потока на выходе комплекса и его критерия эффективности соответственно получим

п

У1 + пОс) + ЕФл («1 )» (4)

л

Р =СХ1 + Го(х) + ЕФю(и1). (5)

1-1

Выражения (3) - (5) являются частично агрегированной ыгделыо комплекса параллельных технологических операций.

. Сформулируем общую задачу оптимизации процессов технологического комплекса с параллельной структурой

Р= тах Их.и) = шах { fofa.ii) + е^Сх.и)!, Ео(я.и) + £В1(я,Ю < 3,

Ей = Б0 , ,'С/

V < Л < и, к < и ».и.

где Е - п-ыериый единичный вектор-строка, V и Н - п-мернне, 1 а К и !5 - т-мерные вектора.

Од'-жо эта задача не отражает всех проблем принятия решений, возникающих в комплексе. Действительно, явно выражен пая иерархическая структура рассматриваемой системы обуславливает необходимость декомпозиции задачи (б) на две подзадачи: оптпмальгого распределения входного потока по параллельным операция ,! у, оптимизации катдой из этих технологических операций.

Тогда задача распределения входного потока по параллельным операциям примет вид

? * !ГШ Г(х) - тах{Го(я) + еГ1(я)>, (7)

я 6 ХМ х/Во(я) + гв\(х) < 5, Ея » V < * < Н >. Соответственно для задач оптимизации отдельных технологических операций получим Г,1 » пах {, (из), и 5 и= { и / (и3) < 3 , и^ (8)

Задача 0Г' .п'л^-тсл стандартной задачей математического программирования л ее решение не вызывает принципиальных затруднений.

Задача (7) такие относится к задачам математического программирования. Но ее реаение с помощь» общепринятых методов оптимизации не всегда реализуемо. Это связано с тем, что для частично однотипных параллельных операций матрица системы ограничений задачи (7) будет близка к особенной, и, следовательно, ее решение не будет устойчивым.

Таким образом, для оптимизации процессов в объектах с параллельной структурой необходимо рассмотреть следующие два гопроса:

- поиск метода решения задачи i,7 >, который не зависит от вида матрицы ее системы ограничений;

- установление взаимосвязи между решениями задач (7) и

(Ъ).

В конце этого раздела подрооно исследовала математическая и геометрическая интерпретация множества допустимых и оптимальных решений задачи (7) и получено утверждение '¿.2."Оптимальное решение задачи распределения ресурсов F--ffiaxfU), я е Х*4%я/е(20< S, Е* » So .v V X Ч W > совпадает с оптимальным решением расширенной задачи

F-max Ид), (9)

*,е.Х-{ */ Еа - So, V < я < Н > только тогда, когда:

15 множества допустимых решений этих задач эквивалентны; 2) оптимальное . решение расширенной задачи принадлежит множеству X, т.е. е X".

. Если решение расширенной задачи (9) не принадлежит множеству X, т.е. хр е X, то sup F < Fp, и для поиска оптимального решения исходной задачи ысашо использовать два подхода.

Первый из них основывается на . использовании решения расширенной задачи (9) для установления эффективных ограничений исходной задачи, т.е. тех ограничений, которые отделяют точку хр от множества X. При этом,существенно уменьшается размерность исходной задачи, а следовательно, и величина погрешности найденного оптимального решения.

. Во втором подходе найденное решение хр расширенной задачи используется для направленного перехода к решению исходной задачи.

В разделе 3 на осноЕе полученной ранее математической if геометрической интерпретации множества допустимых решений задачи распределения ресурсов разработаны основные теоретические положения и алгоритмы метода расширения.

Метгд расширения предназначен для решения достаточно широкого класса оптимизационных задач со структурой математической модели вида

F=max fix) , (10)

к С X»U'R(x) < S, Ех-хо. V < х < й }, где f(») и предполагаются непрерывно дифференцируемыми.

Суть этого метода состоит в том, что решение исходной задачи (10) получается путем направленного перехода к ее оптимальному решению из точкл, соответствующей решению расширенной задачи

Fp -maxf(x). ГШ

я е Хр -{Х'ЕХ=.\0, V ч ж < ш.

Так как значение целевой функции расширенной задачи в ее оптимальной точке является предельно возможным значением целевой функции нг-ходней задачи ПО), то любой переход из точки, соответствующей решению задачи (И), к другой точке я£Х будет ухудклть значение целевой функции, или. другими слор.'шп, этот переход будет означать спуск от Fp к другому значению целевой Функции.

Очевидно, новое решение (точка), полученное в резуль тате такого спуска. будрт оптимальным, если спуск в выбранном направлении приводит к наименьшему изменению значения нелепой функции по сравнению с другими направлениями.

В соответствии со сказанном приведем следующую общую oxcmv решения елллчи рпелфололения ресурсов методом рпоишре

шш.

A. Решение расширенной задачи.

B. Проверка полученного решения на допустимость по ограничениям е(х) < Б исходной задачи. Если решение допустимо, то оно оптимально.

C. Выбор направления и шага спуска.

Р. Переход к новому решению.

■ Очевидно, как и все существующие методы оптимизации, метод расширения также требует отдельного обоснования в зависимости от вида математических моделей сформулированных задач.

Рассмотрим линейную задачу Р «шах сх, (12)

я е ХИх/Аг < Б, £х = Хо, V < л У).

Для нее расширенной является задача

Рр =тах сй,

а 8 Хр -<х' Ей = х0, V « ж < »>.

Пусть реаение расширенной задачи х удовлетворяет не всем ограничениям исходной задачи, и необходимо перейти к новому решению х-хр +Ь.

Элементы вектора Ь вычисляются по схеме ( если 3=к,

Ь = { Икь если з=1,

' 4 0 , если З^к или 1, где к - индекс элемента 7?, из которого производится спуск, а 1 - индекс элемента, в который осуществляется спуск.

Для определения конкретного значения & воспользуемся следующими построениями. Решение расширенной задачи х° проверим на допустимость по ограничениям исходной задачи. Пред-

положим, что ограничение с индексом i=t не выполняется. ОлеJ довательно, при переходе к новому решению это ограничение должно стать эффективным. Разложим его в ряд Тейлора в ок-ресности точки хр. Учитывая, что Et(*) линейная функция.

получим

St =et.U)--gt (*PJ ^ Vgl ixr) h «Spt-(atk -ati) hki. Тогда формула для определения величины шага hki имеет

вид

hki - (3tp - st)/(atk -au). (13)

В работе доказано утверждение, идентифицирующее оптимальную точку в наиболее общем случае, когда нарушено несколько ограничений.

Утверждение 3.1. Точка й=др+Ь является решением задачи

(12) тогда и только тогда, когда параметра t,k,l в формуле

(13) определяются из условия

аМЛГКтах min H(ck- ci)/(atk" ati)3(Spt -St)>. tein (k, 1)6N

В соответствии с общей структурой метода расширения и с учетом приведенного теоретического обоснования метода разработан достаточно простой алгоритм решения задачи (12).

Метод расширения в нелинейных задачах распределения ресурсов подробно рассмотрен для задачи с квадратичной целевой функцией

FOt) » пш(ся+лтПя). (14)

я С Х -(л/Ля < S, Е* = So, ж > OK Расширенная задача, соответствующая (14), имеет вид Р(я) --= шах(с»+ятПя).

я С Хр •■■= U/Ex - г;0> ж ?0).

Пчя прлоннч функпин исходной и расширенной задач г. но-

Я.ЛЦ.» разложения в ряд Тейлора получена следующая зависимость

F(x)*F(xp) - (dki-dii-dKk)^'^]. Т.к. ограничения исходной задачи линейны, то ее можно переписать ь виде

(dkl-dirdu1

F(*)- F(xp) -------MS^t - St)2.

(аск - ati)2

Здесь аналогом утверждения 3.1, идентифицирующего оптимальную точку, является утверждение 3.2. Точка является решением задачи (14) тогда и только тогда, когда параметры t,k,l в формуле (13) определяются из условия

( (dki-du-dkk) • ч

(t.\kM*K max min \ ------*(Spt - St)2>.

teijj (К.DeNg v (atk . au)2 ,

IIa основе приведенного утверждения разработан алгоритм решения нелинейных задач распределения ресурсов.

В раздсхэ 4 результаты, полученные ь предыдущем разделе, обобщены для разработки эффективных алгоритмов решения дискретных задач распределения ресурсов, задач с блочно -диагональной структурой, а также для распределения ограниченных ресурсов в комплексах с очень большим числом параллельных элементов.

Начнем с рассмотрения метода расширения , в дискретных задачах распределения ресурсов.

Пусть на вход некоторого комплекса параллельных агрегатов поступает m деталей, которые необходимо распределить по !) карательно включенным агрегатам. Предполагается заданной

матрица

С-ИсцИ^п .

где сп -затраты на обработку 1-ой детали 1-ым агрегатом. Кроме того, известно, что т < п, т.е. число деталей не превышав т. числа агрегатов.

Математическая постановка задачи имеет вид ш п

Г' Е Е сцХц ->т1п, (16)

»-г 1-1

Е ХЦ -1 , 1-1,ш , (16)

1-1

т _

&и <1 , j-l.ii . (17)

1-г

Хц е <0.1>. 1-1,т; 3-1,п . (18)

Легко заметить, что при ш-п задача (15-18) превращается в хорошо :известную задачу назначения, для которой разработает эффективные вычислительные алгоритмы. Но тем не менее с помощью метода расширения эти задачи можно решить с еще меньшими затратами машинного времени и памяти ЭВМ.

Для получения расширенной задачи исключим из исходной задачи ограничение (17) т п

Гр - Е Е ->ш1п , СЮ)

1-1 1-1 п _

Ехц -1 ,1=1,т . (20)

1-1

Л'и ь' Ш,1). 1-1,т, j--l.il. В сбою очередь задача (19,£0) легко разлагается на т (по числу деталей) подзадач

п --

р! - ¡С Си х13 ->пиг| , 1-1,ш , (21)

п __

-1, и, (22)

1-1

л,) е (0,1), 1=1..п. 3 = 1,п.

решение которыл пе представляет труда.

Структура ва&икосвязи ме.аду решеншнш расширенной и исходной задач в целом остается такой же, как и в задачах с непрерывными переменными. Однако здесь нет необходимости в определении величины шага спуска, так как иаг Ь находится из условия

/ -1, если индекс переменной соответствует началу спуска; £!= < 1, если индекс переменной соответствует концу спуска;

4 0 во всех остальных случаях, и, следовательно, его величина зависит только от ьыоора направления спуска.

•"ля этого целевую функцию 1-ой подзадачи (21) разложим в ряд Тейлора в окрестности точки др1

Р1 - Р| (лр1) + ( с1к -сц)л (23)

Просуммировав выражение (23) для всех т подзадач, полу-т т т

- £ Е (с,к -с,,)* Гь

1 X 1 1 >* I

Следовательно, оптимальным являе;.'л направление спуска, выбранное из условия m

nin £ (с,и -сц )*h

lk, ; ;PN 1-1 •

по всем возможным направлениям N8 И1,к,1>.

Что это за направления? Во-первых, из выражений (ЯП и (22) следует, что переход из одного решения в другое должен, происходить только внутри отдельных подзадач, иначе нарушится ограничение (22). Во-вторых, из-за аддитивного характера зависимости между целевыми функциями исходной задачи (15) и подзадач (21), оптимальное значение задачи (15-18) при переходе обеспечивается достижением локального минимума по каждой из 1-ых подзадач. И в третьих, при переходе Я'хР+Ь не должны нарушаться ограничения (17).

С учетом сказанного, утверждение 3.1, идентифицирующее оптимальное решение линейной задачи распределения ресурсов, видоизменится следующим образом.

Утверждение 4.1. Точка х°хр +h является решением исходной задачи распределения ресурсов (15-18) тогда и только тогда, когда параметры i,К,1 определяются из условия

(1\к,1) - шах a/ci\ [min (сц - cpik), 1=1,m П.

ielH (k.DeNß1

Здесь 1H- множество индексов подзадач (21,22), первоначальное решение которых необходимо изменить.

Исходя из сформулированного утверждения и общей структуры взаимосвязи между решениями исходной и расширенной задач, в разделе получен очень простой алгоритм для решения задачи вила (15-18).

Практическая реализация предлагаемого алгоритма показала его целесообразность не только для решения задач назначения в классической постановке, -но и в тех случаях, когда ограничения вида (17) заменились Солее сложными условиями. Например, когда отдельные агрегаты могут обрабатывать только часть поступивших на вход объекта деталей.

Рассмотрим следующее обобщение метода расширения для решения задач распределения ресурсов с блочно-диагональной структурой ограничений.

Пусть некоторый ограниченный ресурс S необходимо распределить no Т параллельным объектам, например, предприятиям. Эти предприятия, кроме того, имеют свои независимые ресурсы ЬК

Математическая формулировка задачи имеет вид F = С1й1 +С2Я2 +----+стлт->тах, (24)

................. wbi,

А2А*2 .............

(25)

АулГх £ Ь-f,

EiSj +.......+ET2T=S , (26)

7t <st <Ht. t«l,T . (27)

Тач как общий ресурс S является дефицитным, то для рас-вдреши области допустимых решений необходимо исключить ограничение (26). При этом расширенная задача (24,25,27) легко разлагается на Т подзадач

Ft = садt max, t=l,T ,

<t>t. (28)

41 (, -Ч < ^ .

Структура взаимосвязи между решениями расширенной и исходной задач включает четыре этапа:

- решение подзадач (28);

- вычисление невязок по ограничению (26);

- выбор направления и шага спуска;

- переход к новому решению.

Главным и определяющим в этой структуре является третий

этап.

Пусть после решения всех подзадач (28), которые совпадают с решением расширенной задачи (24,25,27), величина невязки Д5=з-бр отлична от нуля. Найденное значение Дэ очевидно будет отрицательным, так как в противном случае отпадет-необходимость в решении задачи распределения ресурсов.. Для исключения найденной невязки необходимо перейти к новому ре- . шению х=лр .

Здесь я - вектор ревений расширенной задачи. Элементы вектора Ь определяются из условия

/Дэ , если Д ■= к ,

^ - <

Ю , если 5 г к , где к - индекс элемента вектора решений хр (не равного Ук), которому сответствует минимальное значение коэффициента целевой функции (24)

Ск =ш!п {с^ /Хз * У;)}. i

Выбранные таким сбразом направление и шаг спуска приводят к оптимальному решению исходной задачи, если не будут 'нарушены ограничения (£5) и (27).

При нарушении позиционных, ограничении (27) выбранной ранее переменной л>. присваивается ее граничное значение, и для нового значения невязки Дз= Дэ - (л> -Ук) выбирается новое направление спуска. Аналогично поступают и при нарушении \ ограничений вида (25). Но здесь выбранной ранее переменной к присваивают новое значение, определяемое из очевидного условия строгого ' выполнения всех нарушенных ранее ограничений соответствующих подзадач

хк «ш1п ' ((- Еаихл)/а,к> для V I е Тн. 1е11„

Здесь Тн -множество номеров подзадач, ограничения которых были нарушены при подстановке в них значения л'к=*рк +Л5-1н1 - множество индексов нарушенных ограничений подзадачи с номером I .

,)|< -множество всех индексов переменных исходной задачи за исключением .

На основе вышеизложенного можно утверждать, что для выбора направления и шага спуска в данном случае также применим максиминный подход, использованный в разделе 3.

Однако специфика блочно-диагональной конфигурации системы ограничений задачи (24-27), а также наличие лишь одного условия (26), связывающего между собой все подзадачи (28), позволило несколько видоизменить и упростить алгоритм решения задачи распределения ресурсов с блочно-диагональной структурой ограничений.

В конце данного раздела рассмотрено использование в схеме.метода расширения эффективных ограничений расширенной задачи распределения ресурсов.

Пусть решение расширенной задачи

Р= тах(с0 +

я 6 Хр = <*/Ех = 30, V < л < И } не является решением исходной задачи

Г-шах(с0 ± ее*)я, (29)

Л 6 Х-и/(Ао» еАОя <8 , Ея = Зо, V < * С V/). Однако в силу введенного ранее предположения о существовании и единственности решения исходной задачи справедливы соотношения: хс хр и лр" е Хр.

Следовательно, оптимальное решение исходной задачи находится на пересечении гиперповерхности с гиперповерхностями тех эффективных ограничений, которые отделяют решение расширенной задачи яр* от множества X.

Сказанное можно резюмировать в виде следующих двух утверждений.

Утверждение 4.2."Пусть жр*в X, тогда оптимальное решение задачи (29) определяется из выражения

л =А~*8, -V ^ (30)

где элементами квадратной матрицы А и вектора Б являются коэффициенты эффективных ограничений исходной задачи".

Утверждение 4.3."Пусть система уравнений (30) имеет неединственное решение. Тогда оптимальное решение задачи (29) определяется из выражения

п-ш ___

. пр

где

V -Хзпр + Е а 01Р1* , п,

1-1

П II 11-111

{Р]}-Агц1гш< Ги) --■ £ к ,"р I Е И сла'аР!

• • ! I ! 1-1

n-m

Vj<xjnp 4 £ a'nPi <W3, J-I.n >".

1-1

Здесь Pi, 1=1,n-m - значения, которые присваиваются n-m переменным системы А* = 0, а параметрами ал являются коэффициенты при небазисных переменных, полученные решением этой системы уравнений относительно базисных переменных.

На основе рассмотренного подхода получен алгоритм, обеспечивающий нахождение точного оптимального решения исходной задачи (29). Однако он оказался достаточно сложным, т.к. требует решения промежуточной оптимизационной задачи. Поэтому в данном разделе исследована также возможность определения субоптимального решения исходной задачи без обращения к промежуточной оптимизационной задаче.

В работе доказано, что для этого необходимо выполнение условий следующего утверждения.

Утверздение 4.4. "Пусть вектор япр - решение системы уравнений (30), найденное при условии

xj = Vj, Vj е Jb, где в качестве n-m элементов множества Jb выбраны индексы переменных, которые входят в целевую функцию исходной вадачи с малыми значениями коэффициентов с3. Найденное япр будет оптимальным решением задачи (29), если для произвольного 1 выполняется условие

cj -aj = К «const V j 8 Jb.

С учетом изложенного в работе приведена модификацию алгоритма распределения ресурсов.

В разделе Б рассмотрены вопросы оптимизации в параллельных объектах с двухуровневой структурой управления. На ■одном.из них осуществляется оптимизация процессов, протекаю-

щих в отдельных объектах, а на втором - оптимальное распределение ресурсов между параллельными элементами системы учётом найденных на нижнем уровне решений.

Анализ характера взаимосвязи полученных задач позволяет выбрать следующую структуру итеративного алгоритма оптимиза ции, осуществляющего на'каждой итерации точечно-множественные отображения и состоящего из двух шагов.

Шаг 1. Решение задачи распределения ограниченных ресур сов между параллельными операциями, представляющее собой точечно-множественное отображение Н^и-^Л : п

Г = шах { £ ^(хл) + Ро[к-Ш, ' х^ех з=1

■ п __

Х=<х01 / Е + Р4[к-1] < , 1=1,т,

3-1

п _

Щаг 2. Решение задач оптимизации отдельных технологических операций, представляющее собой точечно-множественное отображение Н2:Х->11:

Го =шах{.но (иэ)+ Н^оСк]}, и^еи

и={ и /^д 1 (ил>+Нл! 1к1 < К^' (ij 4 !3Ь 1=1,ш, 1 =

Рассматриваемый итеративный алгоритм осуществляет точечно-множественное отображение вырабатывающее на каждой к-ой итерации точки совокупности наборов (хк,и,к) е

Zk=Uk*Xk и являющееся композицией двух точечно-множественных отображений Ni и N2.

Решением задачи оптимизации двухуровневых технологических комплексов с параллельной структурой является подходящая точка, которая удовлетворяет условию

(кк.щк) 6 1Ы (xk,Ujk)/Fk+1 -Fk = шах f ix^.uj^h -

к9Х

max f (л^и/к Л > ,

xex

где А - параметр, определяемый и-з v \ловия допустимой точности решения задачи.

Для оценки- сходимости предложенного итеративного алгоритма использован аппарат точечно-множественных отображений.

На основе обобщения подхода Зангвилла к оценке сходимости алгоритмов математического программирования применительно к алгоритмам решения ряда взаимосвязанных оптимизагш-.одных задач условие сходимости рассматриваемого алгоритма определено следующим утверждением.

Утверждение 5.1. Пусть точечно-множественное отображение N : Z -> 1 определяет алгоритм, который по данной точке fe0.u°) б Z вырабатывает последовательность i i.,k)>. Кроме того, дано множество подходящих точек T<-Z.

Предположим, что:

1) все точки (лк, и к) 8 Z, где Z-компактное множество;

существует непрерывная функция f .-Z--R1 такая, что :

а) если (х,и) не является подходящей точкой, то для лю-fjoro (y,v) С НСл. и) справедливо S <y,v) ■■ fix .u);

- 29 -

б) если (х,и) - подходящая точка, то либо алгоритм завершает поиск, либо для любого

(у.у) е ш* ,ц) имеет место

Ну.у) ) ((я ,и);

3) отображение N замкнуто в точке (я, и), если эта точка не является подходящей.

Тогда либо алгоритм останавливается в подходящей точке, либо предел любой сходящейся последовательности является подходящей точкой.

В работе доказана выполнимость всех условий утверждения 5.1 для случая непрерывной линейной или вогнутой целевой функции и выпуклого множества допустимых точек отображения.

¡Застой раздел диссертации начинается с рассмотрения методических материалов по применению разработанных моделей и методов для оптимизации процессов в комплексах с параллельной структурой, которые служат основой для создания и внедрения автоматизировать систем упраления и планирования различными производственными и организационными объектах«! со сложной структурой.

При создании этих систем модели и методы оптимизации, предложенные в предыдущих разделах, адаптированы к реальным условиям функционирования конкретных объектов. Дани описания этих объектов. Приведены структуры конкретных моделей и методов решения прикладных задач оптимизации, использованных в математическом обеспечении этих систем, и методические рекомендации. Описаны результаты внедрения разработанных моделей и методов оптимизации нз различных объектах республики.

Распределение нагрузок, при утилизации серосодержащих "азов металлургического производства.

Серная кислота является олним из важных химических продуктов, широко применяемых в различных отраслях промышленности. Потребность в серной кислоте растет из года в год. В связи с этим исключительное значение приобретает проблема более полного использования для производства серной кислоты серы, содержащейся в отходящих газах металлургических процессов. Применение отходящих газов позволяет снизить себестоимость моногидрата и частично окунает затраты на производство основной продукции металлургических заводов. Кроме гого. решение этой задачи дает возможность существен»о уменьшить выброс газов, загрязняющих атмосферу. Тем самым, значительно оздоровляются условия жизни в районах расположения этих производств.

В данном параграфе метод расширения, приведенный в предыдущих разделах, используется при разработке автоматизиро-Вс'шнон подсистемы оперативного управления технологическим комплексом по производству серной кислоты из отходяишх газов цинкового производства, включающим обжиговое и сернокислотное отделения Усть-Каменогорского свинцово-цинкового комбината (УК С11К).

Технологический комплекс этих отделений представляет собой (совокупность технологических процессов, предназначенных для производства цинкового огарка из цинковых концентратов и серной кислоты комтакним способом из отходящих обжиго-

III); газов.

Ооногннми технологическими операциями рассматриваемого г';чилг'кс:.н яшяптея: >>(>жиг ипнкопк кг>нц»итратоп. очистка об

жигового газа от пили, промывка и суииса сернистого газа, окисление сернистого ангидрида и абсорбция серного ангидрида.

В диссертации приводятся описание технологического процесса, структура системы управления комплексом, математические постановки задач, решаемых на соответствующих уровнях управления, конкретные вычислительные алгоритмы отдельных задач и программное обеспечение системы управления.

Математическая формулировка задач распределения нагрузок между параллельно включенными аппаратами и оптимизации отдельных технологических • операций комплекса основана на регрессионных и физико-химических зависимостях между входными и выходными переменными технологических операций. Оценка параметров эт:1Х зависимостей осуществляется с помощью итеративного алгоритма идентификации. Для математической постановки задачи оптимизации технологических режимов всёго комплекса использована методика агрегирования, приведенная ьо втором разделе диссертации;

В работе показано, что по предложенному итеративному алгоритму управления на- соответствующих его шагах производится согласование объемных и кондиционных показателей материального потока между различными отделениями комплекса, осуществляется оптимальное распределение нагрузок между печами обжигового отделения и аппаратами в контактном отделении, и решаются задачи оптимизации технологических операций отдельных агрегатов комплекса. ■

Приведены результаты промышленных испытаний разработанной системы. Анализ результатов испытаний показал, что система обеспечивает эффективное согласование технологических

режимов отделений при работе на газе переменной концентрации. и тем самым исключает выброс газов в атмосферу.

Разработанная подсистема управления, наряду с другим;' подсистема АСУ ТП "Кислота", внедрена на УК СЦК.

Оптимизация процессов подготовки пылевидного топлива при производства электроэнергии на тепловых электростаяциях.

Задача управления комплексом параллельно работающих однотипных молотковых мельниц ставится здесь как оптимизационная задача распределения топлива и первичного воздуха между параллельными мельницами и вторичного воздуха по горелка* топки котла и (Формулируется следующим образом: эффективность от решения данной задачи будет наибольшей, если молотковые мельницы максимально загрузить топливом соответственно их рабочим состояниям, причем, при данной загрузке мельниц Факел II зоне и-лсимальних температур не должен смешаться иг центра топки, т.е. перекосы тепловосприятий потоков водопа-ровог'о тракта СРП Г) не дол-чны превышать некоторой заданно!" величины.

Ограничения, выполнение которых устраняет или хотя бь минимизирует перекосы тепловосприятий, имеют вид: (Ьр - < «г.

где 1С| -значения тепловосприятий потоков ВПТ, измеренные о четырех точках, разноудаленных от центра топки:

«г, г » 1.6 - заданные допустимые различия тепловосприятий. Число допусков равно 6 вследствие того, что последние уста-ьар.ливг'ущ'.я на р.чзтти трплоюсппиятий. вычисленные по пери-иг'71'У И ЛИ^ГОН.ЧЯЛК тг'111;»1.

с-Г с--/.-"..ГГ. ЮШ1ИЯ «".ШИШ I) СИЛЬНОЙ СТРНШШ

характер процесса горения. Если с учетом этого ввести оценку

состояния для каждой мельницы, то целевую функцию задачи можно представить в виде

Г)

L 5 3 х3 ■* max, 3-1

где х} -общий расход топлива и воздуха (пылевоздушной смеси) на выходе из горелок от 3 -той мельницы; п - количество работающих мельниц; S, -оценка рабочего состояния 3 -той мельницы. Эта оценка принимает значения из интервала [0,13 и

расчитывается по формуле _

Sj = l-TVT1max, 3=1. п. где Т^ и Tj™3* - соответственно фактическая и максимально допустимая наработки бил 3-той мельницу. Неработающие мельницы имеют нулевую оценку.

В работе получены также зависимости, характеризующие технологические ограничения на все основные параметра процессов, связанных с расходом топлива, первичного и вторичного воздухов, поступаю^« в мельницы и горелки топки котла.

Для решения поставленной задачи использован алгоритм метода расширения, конкретизированный для данной системы.

В диссертации приведена структура разрабатываемой системы, реализованная как на базе УЕМ, так и на базе микропроцессорной техники.

Моделирование и оптимизация процесса распределения электроэнергии по республике Задача экономного потребления электроэнергии из года в год становится ачтуаиьной проблемой всего человечества. Этот вопрос остро стоит и в Казахстане. Исключительное значение

электроэнергии лля всех отраслей народного хозяйства обуславливает необходимость разработки энергетических балансов с Учетом оптимального использования энергоресурсов и работы топливно-энергетического хозяйства республики.

Баланс электроэнергии Казахстана характеризуется динамизмом ресурсной части и объемов потребления и одновременно слабыми структурными сдвигами в источниках -получения электроэнергии, В связи с этим, для оптимального распределения энергоресурсов не достаточно применение Только методов оптимизации , а необходимо разработать имитационную систему распределения, позволяющую учитывать как диналшзм объекта исследования, так и возможные флуктуации в процессе выработки и потребления электроэнергии.

Целью разработки имитационной системы является опти-мапмгое распределение энергоресурсов в рамках энергобаланса по республике в условиях, наиболее приближенных к реальный. Лля этого имитационная система должна обеспечить -реализацию следующих взаимосвязанных задач:

-расчет нормативной потребности в электроэнергии на заданный период времени по отраслям;

-идентификацию закономерностей изменений фактического потребления энергоресурсов;

-имитацию флуктуации ресурсной (приходной) части энергобаланса к фактического потребления электроэнергии;

-оптимальное распределение лимитированных энергоресур-сое мекду потребителями:

-анализ и оценку влияния различных факторов на эффективность использования электроэнергии.

Программное обеспечение. раэр-лжчнное для моделироьа

нил н анализа энергобаланса было использовано при разработке автоматизированной системы плановых расчетов энергобаланса Республики Казахстан.

В результате использования данной системы были получены не только количественные данные о величинах распределения электроэнергии, но и анализ влияния различных факторов (неблагоприятные режимы потребления электроэнергии, недопоставки топлива в электростанциях и т.д.) на эффективность использования электроэнергии по республике.

В С9Д>ыоц разделе разработаны инструментальные програм-ные средства для реаения в диалоговом режиме задач распределения ресурсов в линейных, нелинейных, дискретных постановках; а таете большеразмерных задач с.блочно-диагональной структурой ограничений.

Разработанная диалоговая система состоит из шести подсистем и предназначена для решения широкого спектра реальных задач распределения ограниченных ресурсов с обеспечением устойчивости полученных решений и при возможной некорректности их математических постановок. Кроме того, эта система может быть использована для экспериментального исследования эффективности различных механизмов и методов распределения ресурсов.

Программное обеспечение разрабатываемой диалоговой системы распределения ресурсов выполнено на языке программирования высокого уровня PASKAL. При разработке ПО использовались методы и средства ¡ос модульного, так и объектно ориентированного программирования, например Turbo Vision.

Разработанное ПО функционирует в средё MS DOS версии

3.0 я выше, что обеспечивает полноту выполнения ..функций', пользователя и разрабатываемой системы.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

1). Проведен анализ современного состояния проблемы .уп - :, равления технологическим« процессами крупнотоннажных-, комп-1 лексов и систем, характеризуемых последовательно-лараллель-. ной структурой. Выявлено, что решения задач оптимизации.тех- • нологических процессов в этих комплексах зачастую:оказываат-ся неустойчивыми. Сформулирована постановка проблемы создания методов решения оптимизацио! ;...-х задач в объектах: с па- \ раллельной структурой, нечувствительных к возможной.их некорректности.

"1. Построении исследованы модели задач оптимизации, процессов технологических комплексов с учетом славах различий параметров его паралельных элементов. Разработана мего-, дика агрегире-.глия моделей объектов с параллельной структурой.

3). Предложен единый подход для оптимизации процессов в параллельных объектах как в условиях учета мачых возмущений.• так и при плохой обусловленности матриц ограничений сформулированных задач.

41. Получено теоретическое оссоновакие взаимосвязи ре г»«>ций яоамуиеяннх и расширенных постановок оптимизационных г-ачач. и на ее основе предложена новая схема оптимизации • тчдг'С'.чл". п объектах с параллелмой структурой, нечувстг.и-гп.ш.няя к возможней н^кпрректи'.сти niopMVminor,анных задач.

«О. Р.пг.рпСчггач м^тол рагш'счпт области допустимых• пча ¡Л !" .ЧУ1"':? ч '■ '> V ' .'СТОЙ' ЦТ1.!' р.-;'1 НИИ 'ГО .44 1 i ~НГ>Г,Д' .4''Н и ;

ограниченных ресурсов.

6). Разработаны и исследованы алгоритмы решения линей ных, нелинейны;?, дискретных задач распределения ресурсов, а также задач с блочио-диагональной структурой.

7). Для решения больиеразмерных задач распределения ресурсов разработана модификация метода расширения, основанная на применении эффективных ограничений.

3). Получено обобщение метода расширения области допустимых решений для оптимизации процессов в системах с пара-лельной структурой в условиях существования иерархии уровней управления. Дано теоретическое обоснование сходимости итеративного алгоритма оптимизации процессов в объектах с учетом взаимосвязей решений подзадач различных уровней иерархии.

9). Разработаны инструментальные программные средства для решения ¡3 диалоговом режиме широкого спектра задач распределения ограниченных ресурсов в системах с парахелькой

СТРУКТУРОЙ.

10). Разработана и внедрена автоматизированная система распределения материальных ресурсов между паралепьиыми агрегатами сернокислотного производсга из отходящих газов мета-жургических процессов, -а тадае автоматизированная-система подготовка и распределения пылевидного топлива при производство электроэнергии на тепловых электростанциях.

11). Создана диалоговая имитационная система для решения задач планирования и анализа потребления электроэнергии.

12). Результаты работы внедрены в учебный процесс Ка залского Национального технического университета, Казахской Государственной^ академии управления й Алматинского знергети: ческого института при создании методического обеспечения ря-

па спецкурсов.

Внедрение результатов диссертации в производство и учебный процесс подтверждено документально.

■ СПИСОК

основных публикаций ло теме диссертации. 1. Ашимов A.A., Куленов A.C.. Морозов В.П., Шукаев Д.Н. Согласованное управление сложным непрерывным технологическим комплексом // Межвуз. сб. научи, тр. Кибернетика и автоматика. Алма-Ата: КазПТИ, 1974. Вып.З. С.139-147.

'?.. Tokhtabaev G.M., Shukaev D.H. Optimising a multi-level controlled process. Qplimiscillon methods. Applied aspects, Pergamon Press. 1979, p.239-245.

3. Шукаев Д.Н. 00 одном итеративном алгоритме выбора согласованного режима технологического комплекса // Межвуз. сб. ка-учн. тр. Кибернетика и автоматика. Алма-Ата: КазПТИ, 1976. Рып.5. С.78-84. ■

1. Ашимов A.A., Шукаев Д.Н. Сходимость одного алгоритма выбора согласованного режима непрерывного технологического комплекса / IV Всесоюзное совещание по управлений большими системами: труды, 4.1, Алма-Ата: КазПТИ, 1977. С.176-180. к. Тохтабаев Г.М., Шукаев Д.Н. О согласованном управлении технологическим комплексом с.последовательно-параллельной структурой // Vi i Всесоюзное совещание по проблемам управления: материал. кн.3, Минск: 1977. С.53-54.

С. Ашимов Л. Д.. Шукаев Д.Н. и'др. Автоматизированная система управления технологическими процессами контактного отделе-мич УК СШ'..// Ог-нт о НИР. Алма Лта: КагПТИ. 1977. 112 с.

7. Шукаев Д.Н. Распределение нагрузок между параллельными однотипными технологическими операциями // Межвуз. cö. научн. тр. Кибернетик и автоматика. Алма-Ата: КазП'ГИ, 1970. Вып.7. С. 86-89.

8. Ниязсв О.Н., Шукаев Д.Н. Распределение добычи руды по бло-¡сам //Труды ИГД АН КАЗССР. Математические методы оптимизации в горном деле. Алма-Ата: Наука,, 1978. С.38-43.

9. Горбенко В.Н., Рахиибеков С.М., Шукаев Д.Н. Исследование и оптимизация потоков производственной информации // Разработка и внедрение АСУ на предприятиях с дискретным характером производства. Новосибирск: СО АН СССР, 1969. С.29-33.

10. Шукаев Д.Н. Моделирование систем массового обслуживания. Алма-Ата: КааПТИ, 1978. 24с.

11.Шукаев Д.И. Моделирование и проверка последовательности псевдослучайных чисел. Алма-Ата: КазПТИ, 1979. 22с..

12. Шукаев Д.Н. Разработка и исследование автоматизированной подсистемы ссглассованного -управления непрерывным технологическим комплексом // Автореф. дксс....канд. теки. наук. М.: ЖС л С, . 1979. 26 с.

13. Азимов A.A., Шукаев'Д.Н. Одна задача согласования нагрузок в . контактном отделении. // Оптимизация процессов управления. Алма-Ата: КазГУ, 1979.cC.16-1?.

14. Аыкмов A.A., Шукаев Д.Н. АгрегироЕание моделей объектов при согласованием управлении непрерывным,технологическим кемп-лексом // Методы синтеза и щртйфсяаийз развития структур сложных систем.- м.: Институт npcgjSM улравлгагая, 1979. С.67-69. .

15. Шугаев Д.Н. Оптимизация техЕОло?учес!юго,ксшлэкса с мно-гоурозкевей структурой управления //• Д'ежвуз. сборник научных

трудов. Вопросы создания АСУ технологическими процессами и предприятиями. Алма-Ата: КазПТИ, 1980. С.15-24.

16. АпшмовА.А., Шукаев Д.Н. Оптимизация производственного комплекса с последовательно-параллельной структурой // Методы синтеза и планирования развития структур сложных систем. Часть 2, Ташкент, 1S31. С. 54-55.

17. Шукаев Д.П., Бартыкова P.A.'Оптимизация производственного комплекса с однотипными технологическими операциями // Труды ДЛИ им. М.И. Калинина. Вопросы создания АСУ технологическими процессами и предприятиями. Л.: ЛГШ, 1931. С.72-84.

18. Шукаев Д. 11., Сарычева Е.В. распределение нагрузок ме.тду параллельными агрегатами в условиях неполной информации // Создание и внедрение автоматизированных и автоматических систем управления непрерывны?,«) и дискретно-непрерывными технологическими процессами. М.: МВТУ, 1983. С.182-185.

19. Иукаев Д.;;.» Сарычева Е.В. Распределение нагрузок меаду параллельными агрегатами слатдого производственного комплекса // Меквуз. сб. научн.тр. Вопросы создания АСУ технологическими процессами И предприятиями. Л.: ЛГШ, 1935. С.85-90. .

20. Шукаев Д.Н., Есбатиров Т.Е., Сарычева Е.В. Алгоритм оптимального распределения нагрузок в последовательно-параллельных системах // Проблема комплексной автоматизации и внедрение автоматических и автоматизированных систем управления в народном хозяйстве Казахстана, т.2, Алма-Ата: КазНИИНТЙ, 1985. С.24-30.

21. Шукаев Д.Н.Абдуллина В.3., Муртазина А.У. Моделирование случайных величин. Алма-Ата: КазПТИ, ' 1985. 32 с.

22. Ашимоз A.A., Шукаев Д.Н., Курмачгалиев A.M., 'Шукаева С. К. Согласованное управление в последовательно-параллельных системах // Опит и проблемы повышения качества в машиностроении.

Рига, 1986. С.17-22.

23. Шукаев Д.Н., АОдуллина В.З., Муртазина А.У. Генераторы непрерывных случайных величин. Алма-Ата: КазПТИ, 1986. 28 с.

24. Шукаев Д.Н.. Есбатыров Т.Е. Распределение нагрузок между параллельными агрегатами. Учет фактора однотипности агрегатов // Межвуз. сб. научи, тр. Теория и практика создания автоматизированных систем проектирования и управления. Алма-Ата: КазПТИ, 1686. С. 22-31.

25. Шукаев Д.Н., Есбатыров Т.Е. Агрегирование моделей параллельных объектов // Медвуз, сб. научн. тр. Управление сложными техническими и организационными системами. Алма-Ата: КазПТИ, 1986. С. 32-44.

26. Шукаев Д.Н., Курманов В.К. Изучение методов анализа характеристик замкнутых и разомкнутых систем. Алма-Ата: КазПТИ, 1986. 28 с.

27. Пиязов О.Н., Шукаев Д.Н., Лерман В.Д. Определение оптимальных содержаний металлов по руднику // Научные труды ИГД АН КАЗССР, т.45. Алма-Ата: Наука, 1971. С.38-43.

28. Шугаев Д.Н. и др. Разработка и внедрение систем регулирования и управления технологическими процессами энергоблока ЗСОМВт на базе 5ВМ СМ-2 на Зкибастузской ГРЭС-1: Отчет о НИР N гос. рег. 01.85.0053292. Алма-Ата, 1987.

29. Шукаев Д.И., АОдуллина В.З., Муртазлна А.У. Моделирование процессов и систем. Алма-Ата: КазПТИ, 1987. 30 с.

30. Ниязов О.И., Шукаев Д.Н., Лерман В.Д. Получение заданного количества металлов при минимальней добыче рудника // Научные труды ИГД АН КАЗССР, т.45. Алма-Ата: Наука. 1971. С.44-49.

31. Шукаев Д.Н., Абдуллика В.З., Мурт&зина А.У. Комплекс прог-раум для моделирования случайных величин в диалоговом ренике.

- 42 -

Алма-Ата: КазПТИ, 198?. 24 с.

32. Есбатыров Г.Е., ШукаевД.Н., Хнсаров Б.Д. Распределение нагрузок п параллельных системах методом расширения //• Математическое, алгоритмическое и техническое обеспечение АСУТП. Ташкент;. 1988. С. 153-156.

33. ШукаевД.Н., Есбатыров Т.Е., Хисаров Б. Д. Распределение нагрузок в параллельных системах методом усечения // Мелвуз. сб. научн. тр. Математическое и программное обеспечение иерархических систем проектирования и управления.. Алма-Ата, 1988. С.87-97.

34. Есбатыров Т.Е., Хисаров Б.Д., Шукаез Д.Н. Система управления положением факела в топке парового котла // Опыт эксплуатации и перспективы развития АСУ энергообъектами Узбекистана: Тез. докл. /Респ. конф. Ташкент: 1989. С.30-31.

35. Шукаев Д.Н. и др. Разработка отдельных подсистем -АСУТП энергоблока 500S.3T- на-базе ЭВМ Ш-2 на Зкибастузскои ГРЭС-1: Отчет о НИР H-гос. рог. 01.88.0081853. Алма-Ата, 1989.

36'.' Кунаев-- Д«Н.; Шд&лированне случайных закономерностей на Жл'.' Алйа-Ата: Питал. 1991. 105с.

37. Шукаев Д.Н., Есбатыров Т.Е. Поиск области оптимальных значений нестационарных параметров в параллельны;; системах //Медвуз. сб. научн. тр. Оптимизация и управление. Алма-Ата: КазПТИ, 1992. С. 22-31.

33. Шукаев Д.Н. Моделирование на персонально!.; компьютере. Алма-Ата: КазПТИ, 1993. 40с.

39. Шукаев Д.Н., Хисаров Б.Д., Есбатыров Т.Е. Метод расширения для решения специальных задач распределения нагрузок // М?ж-«.у?. сб. научн. тр. Матяматическое и програылое обеспечение

: ; î т * ■ ? - р о£ ; u î î i > звтоматийироияшшх c.nci'cv. и ьсэ-

-43-

Дудат Шрмаы '<ли Шокдев

ПАРАЛЛЕЛЬ КУРЫЛЫМДЫ ОНД1Р1СТШ КОМГ1ЛЕКС.Т ЕРДIЦ АВТОНАТТА1ЩЫРЫЛГАН БАСКАРУ ЕУЙЕЛЕРШ ЗЕРТТЕП ЖАСАУ ЖЗНЕ ОНД1Р1СКЕ ЕНПЗУ

Бхл гнмыста параллель к<рылимды ¡а рдел 1 жтйелердщ технологиялык процестерт моделдеу жене оптималдау ад*стер1Н аасауга арналган аукымды гылыми меселе зертте-лед1. Ол тван сызыкты, бейсызык,ты, дискретт1 жене копалшеыд! оптималдау есептер!Н ол есептердщ математи-калык, крйьшуыныц орынды болмауы жагдайында шешудщ мтмк1н мандер аумагын кенейту принципше непзделген жо-лы »сшшлган. Оси яол шедбертде касалган эдютер параллель к*рылымды кепсатылы дтйелерд! де оптималдау тгпин жалпыланган. Усынылган ад1стер внд1р1сти(, металлургия жене энергетика салаларындагы автоматтандырылган баскару и*йелер1Н касауга кед пайдаланылган,

ELABORATION. INVESTIGATION & APPLICATION OF AUTOMATIC CONTROL SYSTEMS FOR TECHNOLOGICAL PROCESSES WITH PARALLEL STRUCTURE

The great scientific problem concerning simulation and optimization methods for technological processes in complex systems with parallel structure has been solved in this scientific resaerch. Based on the admissible field value expansion principle, proposed by a common approach for solving linear, nonlinear, multldimentional and discrete problem on possible uncorrective mathematical formulation conditions. The generalized results for hierarchical systems with parallel structure optimization have been received. Proposal methods were used for elaboration of automatic control systems for technological processes involving computer techniques in raetalurgical and energetical branches of industry.

Тираж 100 экз. Формат 60x84 1/16. Бумага типографская N1 Объем 2.0 уч.-изд. л. Заказ N50

Печатно-миойительная лаборатория КАЗНТУ Алматы, ул. Сатпаева, 22

Dulat N. Shukaev

Подписано в печать

1994г.