автореферат диссертации по строительству, 05.23.03, диссертация на тему:Разработка модели оперативного управления городскими системами газоснабжения на основе принципа регулирования по возмущению

003484308

Гнездилова Ольга Александровна

РАЗРАБОТКА МОДЕЛИ ОПЕРАТИВНОГО УПРАВЛЕНИЯ ГОРОДСКИМИ СИСТЕМАМИ ГАЗОСНАБЖЕНИЯ НА ОСНОВЕ ПРИНЦИПА РЕГУЛИРОВАНИЯ ПО ВОЗМУЩЕНИЮ

Специальность 05.23.03 — Теплоснабжение, вентиляция, кондиционирование

воздуха, газоснабжение и освещение

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

2 6 НОЯ 2009

Воронеж — 2009

003484308

Работа выполнена в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Курский государственный технический университет».

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор,

Кобелев Николай Сергеевич-

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор,

Панов Михаил Яковлевич

кандидат технических наук Сорокин Роман Викторович

Ведущая организация: Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования «Белгородский государственный технологический университет им. В. Г. Шухова»

Защита диссертации состоится 17 декабря 2009 г. в 13 час. на заседании диссертационного совета Д 212.033.02 при Воронежском государственном архитектурно-строительном университете по адресу: 394006 г. Воронеж, ул. 20-летия Октября, д. 84, корпус 3, аудитория 3220, тел. (факс): (4732) 71-53-21.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Воронежского государственного архитектурно-строительного университета.

Автореферат разослан 13 ноября 2009 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

Старцева Н. А.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Потребление газа обеспечивается двумя показателями газопотоков: а) уровнем давления перед горелками газопотребляющих агрегатов, обеспечивающим качество сжигания и б) расходом газа. Такая двойственность влечёт за собой необходимость регулирования давления и расхода.

Традиционно существующая система управления сводится к сезонному корректированию рабочего давления после регуляторных пунктов, а режим потребления формируется самими потребителями. Такая система управления жизнеспособна в случае избытка природного газа и нуждается в корректировке его в случае дефицита.

Целью подобной корректировки является управление газопотоками на муниципальном уровне с приоритетным учётом интересов отдельных потребителей (групп однородных потребителей).

Следует отметить, что газорегулирующая и управляющая системы, построенные на основе множества регуляторных пунктов, предназначены для непосредственного регулирования давления в сетях и в состоянии лишь косвенно регулировать расходы газа и управлять ими через рабочее давление.

Несмотря на большое количество работ по теории моделирования процессов управления гидравлических сетевых систем вообще и систем газоснабжения в частности (например, работы А. Г. Евдокимова, А. Д. Тевяшева, А. П. Мерен-кова, В. Я. Хасилева, С. В. Сумарокова, Д. В. Васильева, Е. П. Попова и др.), проблема является по-прежнему актуальной.

Можно утверждать, что система управления газовыми потоками хотя и является централизованной, нуждается в оснащении элементами (исполнительными органами), непосредственно управляющими расходами газа, идущего на потребление.

Такими элементами могут стать управляемые из компьютерного центра дроссели, то есть регуляторы расхода. Выработка управляющего сигнала осуществляется путём моделирования на основе математической модели оперативного управления функционированием городских систем газоснабжения. Такой принцип управления получил название управления на основе принципа регулирования по возмущению (в отличие от принципа регулирования по ошибке).

Целью диссертационной работы является разработка модели оперативного управления городскими системами газоснабжения на основе принципа регулирования по возмущению.

Основные задачи работы:

- разработка модели управления на основе принципа регулирования по возмущению для систем газоснабжения всех ступеней давления;

- разработка математических моделей оперативного управления функционированием систем газоснабжения;

- разработка метода и алгоритма построения дроссельных характеристик систем газоснабжения;

- экспериментальное исследование новой модели управления;

- математическое моделирование процессов вихревого расходомера и разработка новой конструкции вихревого расходомера.

Научная новизна работы:

- разработаны новые математические модели управления функционированием городских систем газоснабжения, реализующие принцип регулирования по возмущению, в основу которых положены:

а) новая схема управления газопотоками, структурирующая распределение управляемых дросселей по группам однородных потребителей;

б) реструктуризация подграфа независимых цепей, продиктованная иерархией систем газоснабжения средней (высокой) ступени давления;

в) возможность снижения порядка блочно-матричных построений в модели управления;

- разработаны метод и алгоритм синтеза дроссельных характеристик на основе новых математических моделей управления, позволяющие повысить оперативность исполнения прогноза газопотребления и упростить схемно-аппаратурное оформление системы регулирования;

- разработаны методы и алгоритмы моделирования измерительной аппаратуры в составе модели управления, позволяющие существенно снизить зависимость управляемых параметров от погрешностей измерения;

- выполнено математическое описание процессов в вихревом расходомере, на основе которого разработана новая конструкция вихревого расходомера, защищенная патентом РФ.

Достоверность результатов подтверждена применением фундаментальных законов механики жидкости и газа. Адекватность математических моделей реальным гидравлическим процессам, происходящим в сетевых системах, оценивалась сопоставлением расчётных данных, полученных с применением ПЭВМ, с результатами экспериментальных исследований на испытательном стенде.

Научная значимость работы заключается в использовании полученных результатов для разработки новых технологий оперативного управления функционированием городских систем газоснабжения низкой, средней и высокой ступеней давления.

Практическая значимость работы заключается в возможности использования полученных результатов для повышения оперативности исполнения прогноза газопотребления и упрощения схемно-аппаратурного оформления системы регулирования. Разработанные методы позволяют существенно снизить зависимость управляемых параметров от погрешностей измерения. Разработанная новая конструктивная схема вихревого расходомера позволяет повысить точность измерения расхода газа в холодные периоды года.

Результаты работы используются в учебных процессах кафедры теплогазо-снабжения и вентиляции Курского государственного технического университета и кафедры теплогазоснабжения Воронежского государственного архитектурно-строительного университета.

Апробация работы. Основные положения и результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на ежегодных научно-практических конференциях Курского государственного технического университета (Курск, 2007-2009 гг.), а также на XXXII международной молодежной научной конференции «Молодежь и XXI век» (Курск, 2003 г.), на международных академических чтениях «Безопасность строительного фонда России. Проблемы и решения» (Курск, 2005 г.), на вузовской научно-технической конференции «Вибрационные машины и технологии» (Курск, 2006 г.).

На защиту выносятся:

- новые математические модели управления функционированием городских систем газоснабжения, реализующие принцип регулирования по возмущению;

- новая схема управления городскими системами газоснабжения, построенная на основе оснащения отдельного объекта управления индивидуальным управляемым дросселем;

- метод и алгоритм реструктуризации подграфа независимых цепей городских систем газоснабжения средней (высокой) ступени давления;

- метод и алгоритм синтеза дроссельных характеристик для области реализации принципа регулирования по возмущению городскими системами газоснабжения;

- новая конструктивная схема вихревого расходомера с повышенной точностью измерения природного газа.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 14 научных статей общим объёмом 40 стр. (из них лично автору принадлежат 24 стр.) и получено 3 патента. Три работы опубликованы в изданиях, включенных в перечень ВАК ведущих рецензируемых журналов, в которых должны быть опубликованы основные научные результаты диссертации: «Научный вестник ВГАСУ. Строительство и архитектура», «Промышленная энергетика», «Промышленное и гражданское строительство».

В статьях, опубликованных в рекомендованных ВАК изданиях, изложены основные результаты диссертации: в работе [1] приведены результаты моделирования распределения скоростей и давлений в потоке вихря счётчика-расходомера системы отопления; в работе [2] предложена математическая модель системы газоснабжения низкого давления как энергосберегающей схемы оперативного управления; в работе [3] исследованы основы моделирования процесса управления городских систем газоснабжения среднего и высокого давления.

Объём и структура диссертации. Работа общим объёмом 162 страницы состоит из введения, пяти глав, общих выводов и списка литературы, который включает 196 наименований. В текст диссертации включено 11 таблиц, 60 рисунков.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность исследуемого вопроса, определены основные цели и задачи, научная новизна, а также практическая значимость, сформулированы основные положения работы, выносимые автором на защиту.

В первой главе приведены результаты анализа существующих методов моделирования гидравлических систем потокораспределения в газораспределительных сетях, функционирующих в условиях возмущающих воздействий.

Рассмотрен принцип регулирования по отклонению (по ошибке) и определены его существенные недостатки по сравнению с другими системами автоматического регулирования (САР). Исследован принцип регулирования по возмущению и показаны его значительные преимущества перед САР, работающими по ошибке. Исследования показали необходимость создания новых методов и математических моделей для режимов газопотребления на основе возмущающих воздействий.

Во второй главе представлена схема и модель управления системами газоснабжения низкой ступени давления, основанная на принципе регулирования по возмущению (рис. 1).

а) б)

Рис. 1. Расчетная схема сети низкого давления: а — до реструктуризации; б — после реструктуризации; ГРП — газорегуляторный пункт; г — реальные участки; Г— фиктивные участки; — управляемый дроссель;

(1-Т), (2-Т), (3-Т)... — технологические трубопроводы

Предложенная схема отличается от известных введением управляемых дросселей, которые устанавливаются на линиях, связывающих узловые отборы с отдельными потребителями или группами однородных потребителей. Такая структурная декомпозиция позволяет управлять непосредственно расходами, идущими к потребителям. Следовательно, она будет иметь более высокую точность исполнения заданного прогноза газопотребления, что особенно важно в условиях дефицита газа.

Существующие системы газоснабжения низкого давления с путевым отбором газа по длине участка управляются путём сезонного (ручного, 2 раза в год)

регулирования рабочего давления после ГРП, что является примитивной формой управления. Такая схема позволяет управлять транзитными газопотоками, которые не идут к потребителям.

В предлагаемой новой схеме все мелкие потребители разбиваются на группы однородных потребителей (жилые дома, мелкие коммунальные предприятия, для которых газ к потребителям подаётся от узлов, с установкой управляемых дросселей на технологических трубопроводах). Команда на управляемые дроссели формируется исходя из заданного прогноза газопотребления и фактического газопотребления.

В работе предложена линейная модель оперативного управления функционированием в блочно-матричном виде:

С.,., 1 г 0 0 0 0 0

с X - 0 0 X + 0 ДР.1В 0 X

С„г„ . 0 0 1.75ДРт1_ А™. 0 0 0

= 0;О)

К.

п\х р

О.

п\Охр

О.

п2хр

1,75ДРл1 0 0

0 1,75ДРЛ,Я 0 X 0 (2)

0 0 1.75ДР., 0

Д|1хт Т Га, 0 0

А X 0 0

А ■"»2x111 . 0 0 0,2

Щг

= [0].

(3)

1-я матрица описывает систему независимых цепей; 2-я описывает систему независимых контуров; 3-я матрица — систему узловых балансов.

Модель возмущённого состояния систем газоснабжения низкого давления, лежащая в основе модели оперативного управления функционированием и её линейного аналога (1)-(3), представляет собой системную основу гидравлической взаимосвязи параметров потоков и гидравлических сопротивлений дроссельных элементов. Она даёт принципиальную возможность формирования механизма управления газопотоками через воздействие на сопротивление дроссельных элементов.

Предложены метод и алгоритм синтеза дроссельных характеристик, реализующих оперативность выработки возмущающего воздействия, передаваемого на исполнительные органы системы управления.

Для реальной системы низкого давления произведено моделирование процесса управления при заданных прогнозах режима потребления в соответствии с моделью (1)-(3). Результаты моделирования представлены в виде дроссельных характеристик. Каждая точка дроссельной характеристики — это результат ре-

шения линейной системы уравнений, а количество точек на характеристике равно общему числу итераций К= 104. В данном случае дроссельные характеристики строились по точкам через 1000 итераций (рис. 2, 3).

Рис. 2. Бинарный структурный орграф распределительной сети низкой ступени давления: < -"о-'— технологический трубопровод с управляемым дросселем; I Я — фиктивный участок; Iгрп I, \ШЕ\ — газорегуляторный пункт, газорегуляторный пункт шкафного типа

Рис. 3. Дроссельные характеристики распределительной сети низкого давления: 1 — (12-Т);2 —(7-Т)

На основе вычислительного эксперимента выработана алгоритмическая форма определения итерационного (первичного) возмущения, с погрешностью исполнения прогноза газопотребления, не превышающую 0,2 %.

В третьей главе приведены результаты моделирования процесса оперативного управления функционированием городских систем газоснабжения среднего и высокого давления (рис. 4).

Получена линейная модель управления функционированием систем средней (высокой) ступени давления в блочно-матричном виде:

с„,„. "2ДЛ, 0 0

с п\1}хр X ' 0 2 АЯ„,„ 0

0 0 2Д Р»г

¿а,., 0 0 0

¿а,»*, + 0 0 X

0 0 0

= 0; (4)

К,иг 1 / "2 АР„, 0 0

0„и,,г X 0 2Д Р„„, 0

о,*, _ 0 0 2А Рп1

¿4 (')„,*.

= 0.

(5)

4,и. 1 Т Га, 0 0

X 0 0 X

4 0 0

= [0].

(6)

ГГРП

Рис. 4. Бинарный структурный орграф распределительной сети высокой ступени давления

Результаты моделирования процесса управления с точностью исполнения заданного прогноза газопотребления различными потребителями иллюстрируются данными таблицы. Точность исполнения прогноза находится в пределах 0,2 %.

Таблица

Прогноз и исполнение прогноза режима газопотребления от системы газоснабжения высокого давления

Обозначение участка До начала управления, м7ч Прогноз режима газопотребления, м3/ч Исполнение прогноза, м3/ч

4-23 134,5 108,097 109,754

7-24 11744,7 9429,8 9431,3

22-25 2270,2 2807,7 2809,4

ТГ-27 2079,4 1871,2 1872,8

17-28 2648,7 3177,3 3179,0

ТШ-29 2582,5 2324,2 2325,9

10-26 2354,4 2822,5 2824,2

21-30 347,7 347,7 349,3

В четвёртой главе произведён анализ и классификация приборов для измерения расхода жидких и газообразных сред. Рассмотрены теоретические исследования вихревых потоков и их закономерностей в струезавихрительном аппарате счётчика-расходомера, на основе которых был разработан новый вихревой счётчик-расходомер. Предложенное изобретение позволяет повысить точность измерений расхода (рис. 5-7).

1 —корпус, 2 — струезавихрительный аппарат, 3 — формирующий патрубок, 4 — дополнительный струезавихритель, 5 — приёмник-преобразователь, 6 — струевыпрямитель, 7 — круговая канавка, 8 — грязесборник, 9 — биметаллическая сетка, 10 — расширяющаяся часть корпуса, 11 — криволинейные канавки в виде «ласточкиного хвоста», 12,13 — входное и выходное сечения соответственно

Рис.6. Внутренняя поверхность расширяющейся части корпуса счётчика-расходомера

Рис. 7. Профиль криволинейной канавки в виде «ласточкиного хвоста»

В пятой главе приведены описания экспериментальной установки и системы измерений.

На рис. 8 представлена расчётная схема сети экспериментальной установки (с отключённой резервной линией ШРП), демонстрирующая две несимметричные иерархии, разделённые узлом 9.

На рис. 9 показана газорегуляторная установка в составе иерархии средней (высокой) ступени давления.

На рис. 10 представлена расчётная схема экспериментальной установки.

Рис. 11 иллюстрирует реструктуризацию подграфа независимых цепей экспериментальной установки.

Рис. 8. Схема экспериментальной установки: 1 — потребители газа; 2 — управляемый дроссель; 3 — вихревой счетчик-расходометр;

4 — регулятор давления РДБК1-50; 5 — пилот управления; 6 — предохранительный сбросной клапан ПСК-50; 7 — фланцы; 8 — предохранительный запорный клапан ПКВ; 9 — манометры; 10 — фильтр волосяной; 11 — краны; 12 — рычажный предохранительный клапан; 13 — ёмкость; 14 — компрессоры; 15 — предохраниртельный запорный клапан ПКК-40М; 16 — регулятор давления РД-32М; 17 — свеча; 18 — угловой сетчатый фильтр; 19 — контур ШРП

Рис. 9. Газорегуляторная установка в составе иерархии средней (высокой) ступени давления

Ф

Ф

¥7

Рис.10. Расчетная схема сети экспериментальной установки: 1 — источник; 2 — узел ветвления; 3 — регуляторРД-32М: 4 — потребители сети низкого давления: 5 — регулятор РДБК1-50: 6 — потребители сети среднего (высокого) давления: 7 — управляемый дроссель в составе иерархии низкого давления: 8 — управляемый дроссель в составе иерархии среднего (высокого) давления

( 5 )

тгг

I

Рис. 11. Иллюстрация реструктуризации подграфа независимых цепей экспериментальной установки:

^т/^Хв) — внешние фиксированные энергоузлы: (¿)(е) — внутренние фиксированные энергоузлы; тХЬ— управляемый дроссель; (1-4)— независимые цепи

Как видно из рис. 12, 13, получена удовлетворительная сходимость дроссельных характеристик. Среднеквадратичная погрешность по иерархии низкого давления составила 8,5 %, по иерархии среднего (высокого) давления — 5,49 —7,68 %.

Рис. 12. Характеристики регулирующих Рис. 13. Характеристики регулирующих

и управляющих элементов в составе и управляющих элементов в составе

иерархии среднего (высокого) давления иерархии низкого давления

ВЫВОДЫ

1. Разработана новая схема управления системой газоснабжения, реализующая принцип регулирования по возмущению, отличительной чертой которой является введение управляемых дросселей для групп однородных потребителей, что позволяет повысить точность и оперативность системы управления.

2. Предложены новые математические модели управления городскими системами газоснабжения, реализующие принцип регулирования по возмущению, в основу которых положены:

— новая схема управления газопотоками, структурирующая распределение управляемых дросселей по группам однородных потребителей;

— развитие в рамках модели управления подграфа независимых цепей, продиктованное иерархией систем газоснабжения.

3. Предложены метод и алгоритм синтеза дроссельных характеристик, разработанные на основе новых математических моделей управления, позволяющие повысить оперативность исполнения прогноза газопотребления и упростить схемно-аппаратурное оформление системы регулирования.

4. Разработаны методы и алгоритмы моделирования измерительной аппаратуры в составе модели управления, позволяющие существенно снизить зависимость управляемых параметров от погрешностей измерения.

5. Предложено математическое описание процессов вихревого расходомера. Используя предложенную математическую модель, разработан новый, защищенный патентом, вихревой расходомер, обладающий повышенной точностью измерения расхода газа.

6. Численное моделирование и результаты испытаний экспериментальной установки, сформированной из объектовых блоков систем газоснабжения и предложенного вихревого расходомера, подтвердили основные положения научной новизны и работоспособность математической модели управления, реализующей принцип регулирования по возмущению.

Материалы диссертации опубликованы в следующих работах:

Публикации в изданиях, рекомендованных ВАК

1. Гнездилова О. А. Моделирование распределения скоростей и давлений в потоке вихря счётчика-расходомера системы отопления / О. А. Гнездилова, Н. С. Кобелев, С. М. Алейников// Научный вестник ВГАСУ. Строительство и архитектура. -2009. — № 1(13). — С. 64 —69.

2. Гнездилова О. А. Математическая модель системы газоснабжения низкого давления как энергосберегающей схемы оперативного управления / О. А. Гнездилова, Н. С. Кобелев // Научный вестник ВГАСУ. Строительство и архитектура. — 2009. — № 3 (15). — С. 32 —28.

3. Гнездилова О. А. Основы моделирования процесса управления городских систем газоснабжения среднего и высокого давления / О. А. Гнездилова, Н. С. Кобелев // Научный вестник ВГАСУ. Строительство и архитектура. — 2009. — № 3 (15). — С. 39 -46.

Публикации в других изданиях

1. Гнездилова О. А. Расчёт нестационарного поля концентраций двух-компонентной смеси теплоносителя системы отопления жилого здания / О. А. Гнездилова, А. М. Крыгина, А. Н. Кобелев // Промышленное и гражданское строительство. — 2009. — № 10. — С. 43 —44.

2. Гнездилова О. А. Расчёт нестационарного поля концентраций двух-компонентной смеси теплоносителя системы отопления / О. А. Гнездилова, Н. С. Кобелев, С. М. Алейников // Научный вестник ВГАСУ. Строительство и архитектура. — 2009. — № 1 (13). — С. 58 —63.

3. Гнездилова О. А. Определение расхода жидкости с помощью вихревых измерительных приборов / О. А. Гнездилова, Н. С. Кобелев, Д. Н. Тютюнов // Промышленная энергетика. — 2009. •—№ 3. — С. 45 —50.

4. Гнездилова О. А. Снижение затрат тепловой энергии за счёт применения струезакручивающих аппаратов при учёте расхода теплоносителя / Н. С. Кобелев, О. А. Гнездилова // Промышленная энергетика. — 2007. — № 10. — С. 38 —39.

5. Гнездилова О. А. Контроль энергосбережения в системах теплоснабжения, отопления и горячего водоснабжения / О. А. Гнездилова, В. Ф. Степанов // Молодежь и XXI век: тезисы докладов XXXIV вузовской науч.-техн. конф. — Курск, 2006. — С. 121 —122.

6. Гнездилова О. А. Основные положения расчёта теплотехнических параметров струезакручивающих аппаратов / О. А. Гнездилова // Материалы и упрочняющие технологии — 2007: сб. материалов XIV российской науч.-техн. конф., Курск, 16 —18 октября 2007 г. — Курск, 2007. — С. 219 —224.

7. Гнездилова О. А. Струезавихрительные аппараты как устройства, повышающие эффективность контроля учёта теплоносителя / О. А. Гнездилова // Материалы и упрочняющие технологии — 2007: сб. материалов XIV российской науч.-техн. конф., Курск, 16 —18 октября 2007 г. — Курск, 2007. — С. 224-226.

8. Гнездилова О. А. Повышение точности измерений в технологии производства строительных материалов / О. А. Гнездилова// Современные проблемы технического, естественнонаучного и гуманитарного знания: сб. докладов науч.-практ. конф. — Старый Оскол, 2005. Материалы и упрочняющие технологии — 2007: сб. материалов XIV российской науч.-техн. конф., Курск, 16— 18 октября 2007 г. — Курск, 2007. — С. 260 —261.

9. Гнездилова О. А. Некоторые положения вихревых процессов как основа для расчёта параметров струезакручивающих аппаратов тепловых пунктов / О. А. Гнездилова, Н. С. Кобелев, В. Ф. Степанов // Известия Курского государственного технического университета. — 2007. — № 2 (19). — С. 42 —44.

10. Гнездилова О. А. Динамика образования вихревой воронки всасывающим компрессором горной машины в условиях проведения открытых работ / Н. С. Кобелев, О. А. Гнездилова, Н. Е. Семичева, В.А. Лапин // Вибрационные машины и технологии: сб. трудов. — Курск, 2008. — С. 689 —694.

11. Гнездилова О. А. Значение приборов для измерения расхода, а также для повышения энергетической эффективности транспортировки теплоносителя / Н. С. Кобелев, О. А. Гнездилова // Мат. междунар. акад. чтений «Безопасность строительного фонда России. Проблемы и решения». — Курск, 2006. — С. 39—42.

12. Пат. 2251081 РФ, МПК'в 01F 1/32, 15/12. Счётчик-расходомер / Н. С. Кобелев, О. А. Гнездилова, И. С. Захаров; заявитель и патентообладатель КурскГТУ. — № 2003112072/28; заявл. 24.04.03; опубл. 27.04.05, Бюл. № 12 (II ч.).

13. Пат. 34732 РФ, MnK7G 01 L 11/00. Измеритель разности давлений / Н. С. Кобелев, О. А. Гнездилова, П. А. Красных, В. Д. Евдокимов; заявитель и патентообладатель КурскГТУ. — №2003122444; заявл. 21.07.03; опубл. 10.12.03, Бюл. №34.

14. Пат. 66478 РФ, MnK7F 17 D 1/05. Устройство для дросселирования газа / Н. С. Кобелев, О. А. Гнездилова, Г. Г. Щедрина, В. Н. Кобелев, О. С. Локтионова; заявитель и патентообладатель КурскГТУ. — № 2007102345/22; заявл. 22.01.07; опубл. 10.09.07, Бюл. № 25.

Гнездилова Ольга Александровна

РАЗРАБОТКА МОДЕЛИ ОПЕРАТИВНОГО УПРАВЛЕНИЯ ГОРОДСКИМИ СИСТЕМАМИ ГАЗОСНАБЖЕНИЯ НА ОСНОВЕ ПРИНЦИПА РЕГУЛИРОВАНИЯ ПО ВОЗМУЩЕНИЮ

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Подписано в печать 12.11.2009. Формат 60 х 84 1/16. Бумага писчая. Усл. печ. л. 1,0. Тираж 100 экз. Заказ №569

Отпечатано: отдел оперативной полиграфии Воронежского государственного архитектурно-строительного университета 394006 г. Воронеж, ул. 20-летия Октября, 84

ВВЕДЕНИЕ

СОДЕРЖАНИЕ.

ГЛАВА 1. АНАЛИТИЧЕСКИМ ОБЗОР ОСНОВНЫХ НАПРАВЛЕНИИ В ОБЛАСТИ УПРАВЛЕНИЯ ФУНКЦИОНИРОВАНИЕМ ГОРОДСКИМИ СИСТЕМАМИ ГАЗОСНАБЖЕНИЯ.

1.1 Обзор существующих методов моделирования гидравлических систем, функционирующих в условиях возмущающих воздействий.

1.2 Принципы регулирования при построении систем автоматического управления.

1.2.1 Принципы регулирования по отклонению (по ошибке).

1.2.2 Принцип регулирования по возмущению.

1.2.3 Комбинированный принцип систем автоматического управления.

1.3 Выводы

ГЛАВА 2. МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА ОПЕРАТИВНОГО УПРАВЛЕНИЯ ФУНКЦИОНИРОВАНИЕМ ГОРОДСКИХ СИСТЕМ ГАЗОСНАБЖЕНИЯ НИЗКОГО ДАВЛЕНИЯ.

2.1 Постановка задачи управления функционированием на основе принципа регулирования по возмущению.

2.1.1 Инженерная постановка задачи управления.

2.1.2 Содержательная постановка задачи управления.

2.2 Разработка модели оперативного управления функционированием городских систем газоснабжения низкого давления.

2.2.1 Разработка схемы и модели управления системами газоснабжения низкой ступени давления.

2.3 Алгоритмические аспекты моделирования процесса управления функционированием городских систем газоснабжения.

2.4 Метод и алгоритм синтеза дроссельных характеристик

2.5 Выводы.

ГЛАВА 3. МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА ОПЕРАТИВНОГО УПРАВЛЕНИЯ ФУНКЦИОНИРОВАНИЕМ ГОРОДСКИХ СИСТЕМ ГАЗОСНАБЖЕНИЯ СРЕДНЕГО И ВЫСОКОГО ДАВЛЕНИЯ.

3.1 Постановка задачи управления функционированием на основе принципа регулирования по возмущению.

3.2 Разработка модели управления функционированием городских систем газоснабжения средней (высокой) ступени давления.

3.3 Элементы алгоритма реализации модели оперативного управления функционированием систем газоснабжения среднего (высокого) давления

3.4 Результаты моделирования потокораспределения при решении задач управления газопотоками в сети высокого давления.

3.5 Выводы.

ГЛАВА 4. АНАЛИЗ И КЛАССИФИКАЦИЯ ПРИБОРОВ ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ РАСХОДА ЖИДКОСТЕЙ.

4.1 Обзор методов и конструкций для измерения расходов газа.

4.1.1 Назначение и типы расходомеров.

4.1.2 Расходомеры переменного перепада давлений.

4.1.3 Ультразвуковые расходомеры.

4.1.4 Электромагнитные расходомеры.

4.1.5 Турбинные (тахометрические) расходомеры.

4.1.6 Вихревые расходомеры.

4.2 Поступательно-вращательное движение потока.

4.3 Вихреобразование при обтекании неподвижных тел.

4.4 Методы визуализации и преобразования вихревых колебаний.

4.5 Разработка конструкции вихревого счётчика-расходомера с повышенной точностью измерения расхода газа.

4.6 Выводы.

ГЛАВА5. НА ЛИЗ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ РЕЗУЛЬТАТОВ, ПОЛУЧЕННЫХ ПРИ МОДЕЛИРОВАНИИ ПРОЦЕССА УПРАВЛЕНИЯ.

5.1 Описание экспериментальной установки и системы измерений.

5.2 Математическая модель управления функционированием экспериментальной установки.

5.2.1 Модель управления функционированием иерархии низкого давления.

5.2.2 Модель управления функционированием иерархии среднего (высокого) давления.

5.3 Методика проведения и анализ результатов испытаний.

5.4 Выводы.

Актуальность темы.

Двойственная природа потребления газа проявляется в обеспечении двух показателей газопотоков: а) уровня давления перед горелками газопотребляющих агрегатов, обеспечивающего качество сжигания и б)тепловой мощности газогорелочных устройств, то есть энергетических аспектов газопотребления. Такая двойственность влечёт за собой необходимость регулирования давления и расхода.

Газораспределительные сети населённых пунктов с населением, превышающим 100 тыс. человек, согласно Правилам безопасности систем газораспределения и газопотребления (п. 2.6.1) и СНиП 42-01-2002 (п. 4.9) должны функционировать в рамках АСУ ТП РГ, обеспечивающей анализ и оптимальное управление технологическим процессом распределения газа.

Вместе с тем следует отметить, что традиционно существующая система управления сводится к сезонному корректированию рабочего давления после регуляторных пунктов, а режим потребления формируется самими потребителями. Такая система управления жизнеспособна в случае избытка природного газа и нуждается в коренной реконструкции в случае дефицита.

Целью подобной реконструкции является управление газопотоками на муниципальном уровне с приоритетным учётом интересов отдельных потребителей (групп однородных потребителей).

Автоматизированные системы управления технологическими процессами распределения газа (АСУ ТП РГ), согласно п.п. 3.41-3.55, СП 42101-2003, охватывают в качестве газорегулирующих сооружений систему РП (ГРС, ГГРП, ГРП, ГРУ, ШРП и т.п.) и содержат функциональные подсистемы, реализующие комплекс задач по оперативному контролю распределения и технического состояния системы.

Вместе с тем следует отметить, что газорегулирующая и управляющая система, построенная на основе множества РП, предназначена для 5 непосредственного регулирования давления в сетях и в состоянии лишь косвенно регулировать и управлять расходами газа через рабочее давление.

Таким образом можно утверждать, что система управления хотя и является централизованной, функционирующей в рамках АСУ ТП РГ, нуждается в оснащении элементами (исполнительными органами), непосредственно управляющими расходами газа, идущими на потребление.

Такими элементами могут стать управляемые из компьютерного центра дроссели, то есть регуляторы расхода (РР), а означенная система уже относится к классу кибернетических систем, поскольку управляющий сигнал вырабатывается в компьютерном центре и передаётся на PP. Выработка управляющего сигнала осуществляется путём моделирования на основе математической модели оперативного управления функционированием городских систем газоснабжения.

Целью диссертационной работы является разработка, на основе принципа регулирования по возмущению, математической модели оперативного управления функционированием городских систем газоснабжения низкой, средней и высокой ступеней давления.

Основные задачи работы:

• разработка модели управления на основе принципа регулирования по возмущению для систем газоснабжения всех ступеней давления;

• разработка математических моделей оперативного управления функционированием систем газоснабжения;

• разработка метода и алгоритма построения дроссельных характеристик систем газоснабжения;

• экспериментальное исследование новой модели управления;

• математическое описание процессов вихревого расходомера и разработка новой конструкции вихревого расходомера.

Научная новизна работы заключается в следующем: разработаны новые математические модели управления функционированием городских систем газоснабжения, реализующие принцип регулирования по возмущению, в основу которых положены: а)новая схема управления газопотоками, структурирующая распределение управляемых дросселей по группам однородных потребителей; б)реструктуризация подграфа независимых цепей, продиктованная иерархией систем газоснабжения средней (высокой) ступени давления; в) возможность снижения порядка блочно-матричных построений в модели управления;

- метод и алгоритм синтеза дроссельных характеристик, разработанные на основе новых математических моделей управления, позволяющие повысить оперативность исполнения прогноза газопотребления и упростить схемно-аппаратурное оформление системы регулирования;

- методы и алгоритмы моделирования измерительной аппаратуры, в составе модели управления, позволяющие существенно снизить зависимость управляемых параметров от погрешностей измерения;

- выполнено математическое описание процессов в вихревом расходомере, на основе которого разработана новая конструкция вихревого расходомера защищенная патентом РФ.

Достоверность результатов подтверждены применением фундаментальных законов механики жидкости и газа. Адекватность математических моделей реальным гидравлическим процессов, происходящим в сетевых системах, оценивалась сопоставлением расчётных данных, полученных с применением ПЭВМ с результатами экспериментальных исследований на испытательном стенде.

Научная значимость работы заключается в использовании полученных результатов для разработки новых технологий оперативного управления функционированием городских систем газоснабжения низкой, средней и высокой ступеней давления.

Практическая значимость работы заключается в возможности использования полученных результатов для повышения оперативности исполнения прогноза газопотребления и упругости схемно-аппаратурного оформления системы регулирования. Разработанные методы позволяют существенно снизить зависимость управляемых параметров от погрешностей измерения. Разработанная новая конструктивная схема вихревого счётчика-расходомера позволяет повысить точность измерения расхода газа в холодные периоды года. Результаты работы используются в учебных процессах кафедры «Теплогазоснабжение и вентиляция» Курского государственного технического университета.

Апробация работы.

Основные результаты диссертации докладывались на следующих научно-технических конференциях:

Молодежь и XXI век» XXXII вузовская научно-техническая конференция студентов и аспирантов КурскГТУ в области научных исследований, г. Курск, 2003 г.

- «Безопасность строительного фонда России. Проблемы и решения» Международные академические чтения, г. Курск, 2005 г.

Вибрационные машины и технологии» Вузовская научно-техническая конференция, г. Курск, 2006 г.

На защиту выносятся следующие основные результаты диссертации:

- новые математические модели управления функционированием городских систем газоснабжения, реализующие принцип регулирования по возмущению; новая схема управления городскими системами газоснабжения, построенная на основе оснащения отдельного объекта управления индивидуальным управляемым дросселем;

- метод и алгоритм реструктуризации подграфа независимых цепей городских систем газоснабжения средней (высокой) ступени давления;

- метод и алгоритм синтеза дроссельных характеристик для области реализации принципа регулирования по возмущению городскими системами газоснабжения;

- новая конструктивная схема вихревого расходомера с повышенной точностью измерения природного газа.

Объём и структура диссертации.

Работа состоит из введения, пяти глав, заключения и библиографии общим объёмом 162 страницы. Список используемой литературы включает 193 наименования. В текст диссертации включено 11 таблиц, 60 рисунков.

выводы

1. Разработана новая схема управления системы газоснабжения, реализующая принцип регулирования по возмущению, отличительной чертой которой является введение управляемых дросселей для групп однородных потребителей, что позволяет повысить точность и оперативность системы управления.

2. Предложены новые математические модели управления городскими системами газоснабжения, реализующими принцип регулирования по возмущению, в основу которых положены: новая схема управления газопотоками, структурирующая распределение управляемых дросселей по группам однородных потребителей;

- развитие, в рамках модели управления, подграфа независимых цепей, продиктованное иерархией систем газоснабжения;

3. Предложены метод и алгоритм синтеза дроссельных характеристик, разработанные на основе новых математических моделей управления, позволяющие повысить оперативность исполнения прогноза газопотребления и упростить схемно-аппаратурное оформление системы регулирования.

4. Разработаны методы и алгоритмы моделирования измерительной аппаратуры в составе модели управления, позволяющие существенно снизить зависимость управляемых параметров от погрешностей измерения.

5. Предложено математическое описание процессов вихревого расходомера. Используя предложенную математическую модель, разработан новый, защищенный патентом , вихревой расходомер, обладающий повышенной точностью измерения расхода газа.

6. Численное моделирование и результаты испытаний экспериментальной установки, сформированной из объектовых блоков систем газоснабжения и предложенного вихревого расходомера, подтвердили основные положения научной новизны и работоспособность математической модели управления, реализующей принцип регулирования по возмущению.

ОСНОВНЫЕ СОКРАЩЕНИЯ, ОБОЗНАЧЕНИЯ И ОПЕРАТОРЫ

Основные сокращения

АСУ ТП - автоматизированная система управления технологическим процессом;

АСУ ТП РГ - АСУ ТП распределения газа;

ГРС - газораспределительная станция;

ГРП — газорегуляторный пункт;

ГГРП - головной ГРП;

ГРУ - газорегуляторная установка;

ШРП - шкафной регуляторный пункт;

ПГС - полноразмерная гидравлическая система;

АП - абонентские подсистемы;

МПГС - модель ПГС;

СТГ - структурный граф;

ТГС — транспортная гидравлическая система;

САР — система автоматического регулирования;

АРМ - автоматизированное рабочее место;

ЦДЛ - центральный диспетчерский пункт;

УД - управляемый дроссель;

ЭУ - энергоузел;

ГУ - граничные условия;

Параметры участков

Q - объёмный расход, м /ч;

D — внутренний (наружный) диаметр, м;

F - площадь внутреннего сечения трубы, м ;

L - длина, м;

S - коэффициент гидравлического сопротивления; ДР - потери (перепад) давления, кПа, (кПа) ; X - неопределённый множитель Лагранжа; Параметры узлов о q - отбор (приток) газа, м /ч;

Р, (Р2) - давление (квадрат абсолютного давления), кПа ((кПа)2);

Параметры системы

М - общее число узлов (вершин) СТГ;

N - общее число участков (дуг) СТГ; jj. - число узлов с незаданным давлением; g — число узлов с фиксированным давлением; е — число узлов с фиксированным давлением в составе АП; г — число независимых контуров (колец); р - число независимых цепей;

Операторы

М xy] - матрица;

MZXY| Mzxy] Ыг ~~ матрица клеточной структуры;

Е] - матрица, составленная из единичных элементов;

Верхний индекс Z принимает значения:

-1-сомвол обращения матрицы;

Т — символ транспонирования матрицы; к), К - порядковый номер, число итераций соответственно.

Нижние индексы X и Y обозначают размеры матриц (подматриц);

Множества и подмножества

I — множество участков;

J - множество узлов

Элементы множеств (подмножеств) обозначаются соответствующими строчными буквами: i — текущий номер участка; j - текущий номер узла; г - реальные участки; f - фиктивные участки

Над множеством и подмножествами определены операции: элемент принадлежит множеству; объединение двух множеств; принадлежность подмножества к множеству; исключение подмножества из множества.

1. Аршеневский Н.Н. Переходные процессы крупных насосных станций/Н.Н. Аршеневский, Б.Б. Поспелов.-М.-Энергия, 1980.-112 с.

2. Альтшуль А.Д. Гидравлика и аэродинамика/А.Д. Альтшуль, П.Г. Киселёв//Учебник для вузов.М.: Издательство литературы по строительству, 1965.-273 с.

3. Альтшуль А.Д. Гидравлика и аэродинамика/А.Д. Альтшуль, JI.C. Животовский, Л.П. Иванов//Учебник для вузов. М.: Стройиздат, 1987.-414с.

4. Акуленко JI. Д., Лещенко Д. Д., Черноусько Ф. Л. Быстрое движение вокруг неподвижной точки тяжелого твердого тела в сопротивляющейся среде // Изв. АН СССР. МТТ— 1982.—№ 3.— С. 5—13.

5. Алешин Б. В. Предельное поведение решений одной системы дифференциальных уравнении // Докл. АН СССР.— 1973.— Т. 210, №2.-С.257-259

6. Андронов А. А., Леонтович Е. А., Гордон И. И., Майер А.Г. Качественная теория динамических систем второго порядка.—М.: Наука, 1966.—568 с.

7. Аркадьев В. К. Избранные труды.—М.; Л.: Изд-во АН СССР, 1961.—331 с.

8. Арнольд В. И. Дополнительные главы теории обыкновенных дифференциальных уравнений.— М.: Наука, 1978.— 304 с.

9. Архангельский Ю. А. Аналитическая динамика твердого тела. М.: Наука, 1977.- 328 с

10. Алимов М.М., Мазо А.Б. О схеме М.А. Лаврентьева для моделирования стационарных вихревых зон // Механика жидкости и газа. №5,2002. С.45-53.

11. Баясанов Д.Б. Распределительные системы газоснабжения/Д.Б. Баясанов, А.А. Ионин.- М.: Стройиздат, 3977.- 407 с.

12. Болтянский В. Г. Математические методы оптимального управления.-М.: Наука, 1996.

13. Белецкий В. В. Динамика быстрых вращений// Тр. ин-та механики Моск. гос. ун-та.- 1973.- № 29.-С. 97-118.

14. Белецкий В. В. Движение спутника относительно центра масс в гравитационном поле.- М.: Изд-во Моск. гос. ун-та. 1975,- 308 с.

15. Богоявленский О. И. Новые интегрируемые случаи уравнений Эйлера//Прикл. мат. и мех.-1985.-Т. 49, № 1.-С. 3-9.

16. Васильев Д.В. Системы автоматического управления/Д.В. Васильев, Г. В.Чуич. -М.:Высшая школа, 1967

17. Виленкин С .Я. Статистические методы исследования стационарных процессов и систем автоматического регулирования. — М.: Советское радио, 1967.

18. Воронов А. А. Основы теории автоматического управления. Часть 1. Линейные системы регулирования одной величины. —М.гЭнергия, 1965.

19. Воронов А. А. Основы теории автоматического управления. Часть П. Специальные линейные и нелинейные системы автоматического регулирования одной величины. —М.: Энергия, 1966.

20. Воронов А. А Основы теории автоматического управления. Часть III. Оптимальные, многосвязные и адаптивные системы. — М.;Энергия, 1970.

21. Вишик М. И. Люстерник Л А. Регулярное вырождение и пограничный слой для линейных дифференциальных уравнений с малым параметром // Успехи матем. наук.- 1957.- Т. 12, вып. 5.-С. 3-122.

22. Гамильтон У. Об общем методе динамики. В кн.: Вариационные принципы механики./Сб. статей под ред. Полака Л.С. М: Изд-во физ.-мат. литер. 1959,с.175-233.

23. Генварев А.Л. Асимптотическое эвивалентирование гидравлических сетей. Иваново: 1993. - 136 с.

24. Гельмгольц Г. О физическом значении принципа наименьшего действия/Вариационные принципы механики: Сб. статей под ред. С. Полака -М.: Изд-во физ.- мат. литер., 1959.-С.430-459.

25. Горская И.И. Разработка метода выявления аварийных ситуаций в трубопроводных системах и его применение (на примере систем теплоснабжения): Автореф. дис. канд. техн. наук. Иркутск: СЭИ СО АН СССР, 1977.-22с.

26. Грамм М.И. О принципе минимума потерь.//Изв. вузов. Электромеханика. 1989.-№9.-С.21 -25.

27. Градштейн И.С., Рыжик И.М. Таблицы интегралов, сумм, рядов, произвед ений.-М. :Наука, 1971.-1100с.

28. Гарифуллин Ф.А.,Снигерев Б.А.,Тазюков Ф.Х.,Кутузова М.А., Амер Аль-Раваш. Численное моделирование обтекания цилиндра потоком упруго-вязкой жидкости Олдройда-Б // Труды VTI Междунар. конф. "Нефтехимия -2005й. Нижнекамск. 2005. с 219-221.

29. Гарифуллин Ф.А., Тазкжов Ф.Х., Снигерев Б.А. Принципы построения реологических конститутивных соотношений//Тр. VII Междунар. конф. "Нефтехимия -2005". Нижнекамск. 2005. с 221-222.

30. Денисов Е.Е. Применение узлового метода расчета сетей в динамике жидкости. // Изв. АН РФ №2. 1995. С.82-87.

31. Деннис Д.Б. Математическое программирование и электрические цепи. /Пер. с англ.-М.: ИЛ, 1961.-261 с.

32. Дубровский В.В. Математическое моделирование нестационарных неизотермических режимов разветвлённых газопроводных сетей в задачах АСУ ТП транспорта газа // Автоматизированные системы и приборы автоматики. Харьков: В ища школа, 1984.-Вып.67.-С. 16-23

33. Дубровин Б. А., Новиков С. П., Фоменко А. Т. Современная геометрия.- М.: Наука, 1979.- 760 с.

34. Евдокимов А.Г. Моделирование и оптимизация потокораспределения в инженерных сетях/А.Г. Евдокимов, А.Д. Тевяшев М.Я., В.В.Дубровский -М.:Стройиздат, 1990.-368 с.

35. Евдокимов А.Г. Оптимальные задачи на инженерных сетях, Харьков: Вища школа, 1976.- 153 с.

36. Евдокимов А.Г., Тевяшев А.Д. Оперативное управление потокораспределением в инженерных сетях. Харьков: Вища школа, 1980.- 142 с.

37. Евдокимов А.Г., Тевяшев А. Д. Дубровский В.В. Моделирование и оптимизация потокораспределения в инженерных сетях М.: Стройиздат. 1990.-368 с.

38. Емеличев В.А., Супруненко Д.А., Танаев B.C. О работах белорусских математиков в области дискретной оптимизации. //Изв. АН СССР. Техн. кибернетика, 1982, №6, С. 25-45.

39. Жизняков В.В. Исследование гидродинамики закрученного потока в трубопроводах технологических аппаратов систем очистки воды: Автореф. Дис. Канд. Техн. Hay к.-Горький, 1980, 23 с.

40. Зубов В. И. Теория оптимального управления. — М.Судостроение, 1966.

41. Зингер Н.М. Гидравлические и тепловые режимы теплофикационных систем. М: Энергия, 1976. - 536 с.

42. Ионин А.А. Газоснабжение/А.А. Ионин.-М.:Стройиздат, 1981.-414 с.

43. Иващенко Н. Н. Автоматическое регулирование. — М. Машиностроение, 1973.

44. Ионин А.А. Газоснабжение. М.: Стройиздат, 1989. - 415146

45. Ионин Д., Жила Д., Чупин В. Методы восстановления подземных газопроводов // Полимергаз, 1998. № 1, - с.39 - 40.

46. Ильина Т.П. К методике технико-экономического расчета газовых сетей /В кн. сб. тр. Повышение эффективности использования газообразного и жидкого топлива в печах и отопительных котлах,- Л.: Ипж.-строит, ип-т.- 1984. С. 115-117.

47. Кривченко Г.И. Гидромеханические переходные процессы в гидроэнергетических установках/ Г.И. Кривченко, Н.Н. Аршеневский и др,-М: Энергия, 1975.-218 с.

48. Клабуков В.М. О влиянии упругости жидкости и оболочки водовода на величину гидравлического удара/ В.М. Клабуков//Сб. трудов МИСИ, 1971. -№35.-С. 88-97.

49. Кузовков Н. Т. Динамика систем автоматического управления. — М.: Машиностроение, 1968

50. Кухтенко А. И. Проблема инвариантности в автоматике. — Гостехиздат УССР, 1963.

51. Каганович Б.М. Исследование энергетических технологий на основе методов термодинамики и теории цепей: Автореф. дис. д-ра техн. наук. Иркутск: СЭИ СО АН СССР, 1991. 60 с.

52. Каганович Б.М., Мерепков AJI I., Сумароков СВ., Ширкалин И.А. Потококораспределение в сетях и экстремальные принципы механики и термодинамики.//Изв. АН РФ. 1995. №5, С. 107-115.

53. Кассандрова О.Н., Лебедев В.В. Обработка результатов наблюдений. М: Наука, 1970. 104 с

54. Карнаух Н. Надёжность и безопасность/ЯТолимергаз, 1997. -№1,-с. 10-11

55. Кафаров В.В., Перов В.Л., Мешалкин В.П. Метод анализа гидравлических цепей сложных ХТС. //ДАН СССР, 1974, т.215, №5, С И 75-И 78.

56. Квасов И.С, Панов М.Я., Стогней В.Г. Моделирование послеаварийных режимов в инженерных сетях. // Изв. вузов. Энергетика. №1-2, 1995.

57. Квасов И.С. Анализ и параметрический синтез трубопроводных гидравлических систем на основе функционального эвивалентирования: Автореферат дисс.д ра техн. наук,- Воронеж, 1998. -30

58. Квасов И.С, Панов М.Я., Щербаков В.И. Методологические основы энергетического эквивалентирования в задачах анализа и синтеза больших гидравлических систем //Трубопроводные системы энергетики.

59. Квасов И.С, Панов М.Я., Щербаков В.И. Синтез комплексной информационной системы технической диагностики газораспределительных сетей // Трубопроводные системы энергетики: модели, приложения, информационные технологии М.: Нефть и газ, 2000.-С.139-146

60. Колеватов Ю.В. Математическое моделирование переходных процессов в сложных трубопроводных системах (на примере гидропривода) //Трубопроводные системы энергетики: модели, приложения, информационные технологии. М.: Нефть и газ, 2000.-С.31-46.

61. Корячко В.П., Курейчик В.М., Норенков И.П. Теоретические основы САПР.- М.: Эпергоатомиздат, 1987, 400 с.

62. Кряжев А.В. Решение некорректно поставленных задач методом последовательных приближений.// ДАН СССР, 1973. т.210, №1.

63. Кулагин Ю.М., Генварев А. А., Черепкова О.Г. Эквивалентирование участков гидравлической сети. // Изв. вузов. Энергетика, №6, 1988, с. 116-120.

64. Кутепов A.M., Мсшалкин В.П., Панов М.Я, Квасов И,С. Декомпозиционно-топологический метод математического моделирования потокораспределения в транспортных гидравлических системах с переменной.

65. Киясбейли А.Ш., Перелыптейн М.Е. Вихревые измерительные приборы. Б-ка приборостроителя. М. Машиностроение, 1978, 152с

66. Кобрин А. И., Мартыненко Ю. Г. Асимптотическое решение слабо нелинейной системы // Дифференциальные уравнения,-1977.- Т. 13, №6.-С. 1008-1019.

67. Кобрин А. И., Мартыненко Ю. Г. Асимптотическое решение одной нелинейной системы дифференциальных уравнений // Приближенные методы исследования дифференциальных уравнений и их приложения. Межвузовский сборник,- Куйбышев,- 1979.- Вып. 5.-С. 25-31.

68. Козлов В. В. Методы качественного анализа в динамике твердого тела.- М.: Изд-во Моск. гос. ун-та. 1980.- 232 с.

69. Летов А.М. Устойчивость нелинейных регулируемых систем. М.: Физматгиз, 1962.

70. Лившиц Н. А. Вероятностный анализ систем автоматического управления / Н. А. Лившиц, В. Н. Пугачев. — Т. 1 и 2. — М.: Советское радио, 1963.

71. Ляпунов А. М. Общая задача об устойчивости движения. — М.: Гостехиздат, 1950.

72. Лянэ Р.П., Иванов Ю.В. О развитии закрученного потока в цилиндрической камере с недиафрагмированным выходным сечением // Изв. АН СССР. Сер. Физика. Математика.-1970.-19, №4.-с.456-462.

73. Ландау Л. Д. Собрание трудов. Т. I.-M.: Наука, 1969.- 512 с.

74. Ландау Jl. Д., Лифшиц Е. М. Механика,- М.: Наука, 1965.- 204 с.

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

76. Левин М. Л., Муратов Р. 3. О магнитной поляризуемости эллипсоида // Журн. техн. физ.- 1968.- Т. 38. № 10.- С. 1623-1629.

77. Лещенко Д. Д. О движении тяжелого твердого тела с неподвижной точкой в слабо сопротивляющейся среде // Прикл. механика.- 1975.-Т. 11, № З.-С. 89

78. Лунев В. В. Гидродинамическая аналогия задачи о движении твердого тела неподвижной точкой в поле сил Лоренца // Докл. АН СССР.-1984.-Т. 276. №2.- С. 351-355.

79. Мартыненко Г.Н. Моделирование процессов оперативного управления городскими системами газоснабжения на основе факторного анализа /Автореф. канд. диссертации.- 2004.- 17 с.

80. Мееров М. В. Системы многосвязного регулирования. — М.:Наука, 1965.

81. Мерриэм К. Теория оптимизации и расчет систем управления с обратной связью. —М.: Мир, 1967.

82. Метод гармонической линеаризации в проектировании нелинейных систем //Под ред. Попова Е. П. и Топчиева Ю. И. — М.: Машиностроение, 1970.

83. Методы синтеза нелинейных систем автоматического управления // Под ред. Попова Е. П. и Федорова С. М. — М.: Машиностроение, 1970.

84. Меренков А.П., Сидлер В.Г. Обратные задачи потокораспределения в гидравлических цепях. / В кн.: Труды IV Всесоюз. зимней школы по мат. программированию и смежным вопросам. М.: МИСИ им. Куйбышева, 1972.С.8-14.

85. Меренков А.П., Сидлер В.Г., Такайшвили М.К. Обобщение электротехнических методов на гидравлические цепи. // Электронное моделирование. 1982.-№2.-С.З-12.

86. Меренков А.П., Хасилев В.Я. Теория гидравлических цепей -М.: Паука, 1985.-278 с.

87. Мошнин Л.Ф. Применение ЭВМ для технико-экономического расчета водораспределительных сетей по методу фиктивных расходов // водоснабжение и санитарная техника. 1975.- №5,- С.8-13.

88. Мошнин Л.Ф. и др. Современные методы расчёта систем подачи и распределения воды. // Водоснабжение и санитарная техника. 1984. -№10. -С. 7-8

89. Муравин Г.И., Вербицкий А.С., Калиман Л.А. Повышение пропускной способности сети // Совершенствование системы водоснабжения г. Москвы / М.: Мосводоканалпиипроект, 1984. - С. 95101.

90. Малкин И. Г. Теория устойчивости движения.- М.: Наука, 1966.532 с.

91. Микишев Г. Н., Рабинович Б. И. Динамика твердого тела с полостями, частично заполненными жидкостью.- М.: Машиноведение, 1968.532 с.

92. Моисеев Н. Н., Румянцев В. В. Динамика тела с полостями, содержащими жидкость.- М.: Наука, 1965.-440 с.

93. Мазо А.Б. Задачи внешнего обтекания тел несжимаемой жидкостью при умеренных числах Рейнольдса // Актуальные проблемы механики сплошной среды. К 10-летию ИММ КазНЦ РАН. Казань: Институт механики и машиностроения КазНЦ РАН. 2001. С. 192-207.

94. Мазо А.Б. Моделирование воздействия проницаемой перегородки на течение идеальной несжимаемой жидкости в канале // Известия РАН. Механика жидкости и газа, 2002. № 6. С. 72-78.

95. Мазо А.Б., Моренко И.В., Федяев В.Л. Моделирование отрывных течений и переноса примесей в трубах с применением потенциально-вихревой схемы // Исследования по прикладной математике и информатике. Вып. 23. Казань, Изд-во Каз. мат. об-ва. 2001. С. 82-91.

96. Мазо А.Б. Задачи моделирования потоков несжимаемой жидкости в каналах с проницаемыми преградами // На рубеже веков НИИММ им. П.Г.Чеботарева КазГУ. 1998-2002г.г. Казань: изд-во КМО. 2003. С.386-405.

97. Мазо А.Б., Моренко И.В. Сопротивление и поворотные свойства решеток круговых цилиндров при малых и умеренных числах Рейнольдса// ИФЖ. 2004. Т.77. № 2. С. 75-79.

98. Нелепин Р. А. Точные аналитические методы в теории нелинейных автоматических систем. —- М.: Судостроение, 1967.

99. Наладка и интенсификация работ городских систем подачи и распределения воды/ И.В. Кожинов, В.В. Колосов, Я.П. Майзельс. И.С. Эгильский.- М: Стройиздат. 1978.-111 с.

100. Новицкий Н.Н. Оценивание параметров гидравлических цепей. -Новосибирск: Наука, Сиб. предприятие РАН. 1998. -214с.

101. Нурсте Х.О. Затухание закрутки потока в трубе круглого сечения//Изв. АН ЭССР. Сер.Физика; Математика.-1973,.-22, №1.-с.77-82

102. Основы автоматического регулирования и управления//Учеб. Пособие для нелектрических специальностей ВУЗов//под ред. В.М. Пономарёва, А.П. Литвинова. М.: «Высшая школа», 1974, 439 с.

103. Основы автоматического управления // Под ред. Пугачева В. С. — М: Наука, 1974.

104. Панов М.Я. Моделирование, оптимизация и управление системами подачи и распределения воды/М.Я. Панов, А.С. Левадный, В.И. Щербаков, В.Г. Стогней.- Воронеж:Воронеж. Гос. арх.-строит, ун-т; Воронеж, гос. технич. ун-т, 2005.- 489 с.

105. Панов МЛ. Моделирование возмущённого состояния гидравлических систем сложной конфигурации на основе принципа энергетического эквивалентирования/М.Я. Панов, В.И. Щербаков, И.С. Квасов//Изв. АН РФ. Энергетика, 2002.-№6.-С.130-137.

106. Панов М.Я. Модели управления функционированием водоснабжающих систем второго подъёма/ М.Я Панов, В.Г. Стогней, А.С. Левадный.-Воронеж: Воронеж, гос. техн. УнОт, 2007.- 257 с.

107. Панов М.Я. Вариационно-топологические методы моделирования и структурно-параметрическая оптимизация гидравлических систем/ Автореф. диссертации докт. техн. наук.-1994.- 44с.

108. Патент РФ №2251081. Счётчик-расходомер Авторы: Захаров И.С, Кобелев Н.С., Гнездилова О.А

109. Приспосабливающиеся автоматические системы // Под ред. Мишкина Э. и Брауна Л. -М.: Изд-во иностр. литер., 1963.

110. Первозванский А. А. Случайные процессы в нелинейных автоматических системах. —М.: Физматгиз, 1962.

111. Понтрягин Л. С. Математическая теория оптимальных процессов / Л. С. Понтрягин, В. Г. Болтянский, Р. В. Гамкрелидзе, Е. Ф. Мищенко. — М.: Физматгиз, 1961.

112. Попов Е, П. Динамика систем автоматического регулирования. —М.: ГИТТЛ, 1954.

113. Попов Е. П. Прикладная теория процессов управления в нелинейных системах. —М.: Наука, 1973.

114. Попов Е. П. Приближенные методы исследования нелинейных автоматических систем / Е. П. Попов, И. П. Пальтов. — М.:Физматгиз, 1960

115. Пупков К. А. Статистический расчет нелинейных систем автоматического управления. — М.: Машиностроение, 1965.

116. Панов М.Я. Вариационно-топологические методы моделирования и структурно-параметрическая оптимизация гидравлических систем: Автореф. дисс. д-ра техн. наук.-Воронеж, 1995.-49с.

117. Панов М.Я., Бабкин В.Ф., Квасов И.С, Щербаков В.И. Гидравлический расчёт распределительных систем газоснабжения городов и промышленных объектов с применением пакета прикладных программ НУВКООКАРН / учебн. пособ. ~ Воронеж: ВГАСА, 1997. 106 с.

118. Панов М.Я., Квасов И.С. Моделирование потокораспределения в трубопроводных системах на основе вариационного принципа. // Изв. АН.России. Сор. Энергетика и транспорт, т. 38.- N 6.- 1992.-С.1 11-115.

119. Панов М.Я., Квасов И.С. Модели потокораспределения в гидравлических сетях, основанные на вариационном подходе. / В сб.тр. Теплообмен в энергетических установках и повышение эффективности их работы.-Воронеж: Политехнич. ин-т.- 1991,- с. 101-108.

120. Панов М.Я., Квасов И.С, Курганов A.M. Универсальная математическая модель потокораспределения гидравлических сетей и условия ее совместимости с оптимизационными задачами. // Изв. вузов. Строительетво.-№ 11-12.- 1992.-С.91-95.

121. Розенвассер Е. Н. Чувствительность систем автоматического управления / Е. Н. Розенвассер, Р. М. Юсупов. — М.: Энергия, 1969.

122. Рабинович Б. И., Роговой В. М. Математические модели нестационарных вихревых токов и вихревых движений жидкости в задачах ориентации и стабилизации ИСЗ и КА // Космические исследования.-1984.- Т. 22, № 5.- С. 683-692: № 6.- С. 867-874.

123. СНиП 42-01-2002. Газораспределительные системы/М.: Госстрой России.-2003.-38С.

124. СП 42-101-2003. Общие положения по проектированию и строительству газораспределительных систем из металлиечских и полиэтиленовых труб/М.ЗАО «Полимергаз».-2003.- 165 с.

125. Современная теория систем управления // Под ред. Леондеса К. Т.—М: Наука, 1970.

126. Современные методы проектирования систем автоматического управления // Под ред. Петрова Б. Н., Солодовникова В. В., Топчиева Ю. И. — М.: Машиностроение, 1967.

127. Статистические методы в проектировании нелинейных систем автоматического управления // Под ред. Попова Е. П. и Доступова Б. Г. — М.: Машиностроение, 1970.

128. Смит О. Дж. М. Автоматическое регулирование. — М.:Физматгиз, 1962

129. Солодов А. В. Линейные системы автоматического управления с переменными параметрами. — М.: Физматгиз, 1962.

130. Солодов А. В. Теория информации и ее применение к задачам автоматического управления и контроля. — М.: Наука, 1967.

131. Сухаров М.Г., Ставровс1сий F.P. Расчеты систем транспорта газа с помощью вычислительных машин.-VL: Недра, 1971.-206 с.

132. Сухарев М.Г., Ставровский В.Р. Оптимизация систем транспорта газа.-М.: Недра, 1975.-278 с.

133. Скроцкий Г. В. Еще раз об уравнении Ландау-Лифшица // Успехи физич. наук.-1984.-Т. 144, № 4.-С. 681-686.

134. Снигерев Б.А.,Кутузов А.Г., Амер-Аль Раваш, Лутфуллина Г.Н. Математическое моделирование течения жидкости FENE-P из экструзионной головки // Tp.VII Междунар. конф. "Нефтехимия -2005". Нижнекамск, 2005. с 218-219.

135. Теория автоматического управления // Под ред. Нетушила А. В. — Ч. 1 и2. — М.: Высшая школа, 1968,1972.

136. Теория автоматического регулирования // Под ред. Солодовникова В. В. — Книги I, II и III. — М.: Машиностроение, 1967.

137. Ту Ю. Т. Цифровые и импульсные системы автоматического управления. — М.: Машиностроение, 1964.

138. Ту Ю. Т. Современная теория управления. — М. Машиностроение, 1971.

139. Турбин Б.Г. Вентиляторы сельскохозяйственных машин «Машиностроение» Ленинград, 1968, 184с.

140. Тихонов А. Н. Системы дифференциальных уравнений, содержащие малые параметры при производных // Матем. сб.- 1952,- Т.31, №3.-С. 575-586.

141. Форсайт Дж. Машинные методы математических вычислений/Дж. Форсайт, М. Малькольм, К. Моулер: пер. с англ.- М.: Мир, 1980,- 280с.

142. Халатов А.А. Теория и практика закрученных потоков. Киев: Наук. Думка, 1989, 192 с.

143. Хэй А.Д., Вест П.Р. Теплообмен в трубе с закрученным потоком //Теплопередача.- 1975.-№3. -100-106.

144. Хапаев М. М. Проблемы устойчивости в системах обыкновенных дифференциальных уравнений // Успехи матем. наук.-1980.-Т. 35, № 1.-С. 127-170.

145. Хусу А. П., Витенберг Ю. Р., Пальмов В. А. Шероховатость поверхностей (теоретико-вероятностный подход).- М.: Наука, 1975.-344 с.

146. Цейтлин Л. А. Вихревые токи в тонких пластинках и оболочках // Журн. техн. физики.- 1969.- Т. 39, № 10.- С. 1733- 1741.

147. Чаки Ф. Современная теория управления. — М: Мир, 1975

148. Черноусько Ф. Л. Движение твердого тела с полостями, содержащими вязкую жидкость.- М.: Вычислит, центр АН СССР, 1968.-230 с.

149. Четаев Н. Г. Устойчивость движения.- М.: Наука, 1965.- 208 с.

150. Щербаков В.И. Анализ, оптимальный синтез и реновация городских систем водоснабжения и газоснабжения/В .И. Щербаков, М.Я. Панов, И.С. Квасов.-Воронеж: Воронеж, гос. ун-т, 2001.-292с

151. Щукин В.К., Халатов А. А. Теплообмен, массообмен и гидродинамика закрученных потоков в осесимметричных каналах.- М.: Машиностроение, 1982,200 с.

152. Юревич Е. И. Теория автоматического управления. — М.:Энергия, 1969.

153. Atkinson J. L. Electrostatic support system.-US pat. No. 3.642.334, cl. 308-10, 15.2.1972.

154. Aboubacar M., Phillips T.N., Snigerev B.A., Tarn addon-Jahromi H.R., Webster M.F. High-order finite volume methods for viscoelastic flow problems, II /. Сотр. Physics. 2004 V. 199. Pp. 16-40.

155. Aboubacar M.,Aguayo J.P., Phillips P.M., Phillips T.N., Tamaddon H.R., B.A. Snigerev, Webster M.F. Modelling pom-pom type models with high-order finite volume schemes// J. Non-Newtonian Fluid Mech., 2005, Vol. 126. P. 207-220.

156. Braunbeck W. Freischwebende Korper in elektrischen und magnetischenFeld//ZeitschriftfurPhysik.-1939.-Bd 112.- S. 753-763.

157. Clavelloux N., Mathey R. Analyse mathematique de quelques problemes poses par le gyroscope electrostatique // Doc-Air-Espace.-1966,- No. 100.-P. 3-12.

158. Farih A. Salyanov. Influence of arc current modulation on thermal plasma flow in plasma torches // Thermal Plasma Torches and Technologies. Int. Sci. Publishing,Cambridge, England, 1999. V.I, P. 148 -166

159. Fedjaev V., Mazo A., Ibatiolin В., Mukhachev Y. Automation of welding of ring seams by a magnetically controlled arc // Proc. Sec. Int. Symp. On Energy, Env., Econ. Kazan, 1998, P. 116 - 199.159

160. Fedyaev V.L., Mazo A.B., Morenko 1.У. Calculation of separated flow and migration of particles in the rough cleaning filters // The International Summer Scientific School "High Speed Hydrodynamics", June 2002, Cheboksaiy, Russia. P. 435-438.

161. Halverson R P., Cohen H. Torque-on a spinning hollow sphere in a uniform magnetic field. IEEE // Trans. Aerospace and Navigational Electronics.-1964.- V. ANE-11, No. 2.- P: 118-122.

162. Hayes A. F. Torque on a spining hollow sphere in a uniform alternating magnetic field. IEEE // Trans. Aerospace and Navigational Electronics.- 1964.-V. ANE-11, No. 2.-P. 122-127.

163. Hertz H. Uber die Induktion in rotierenden Kugeln., (Inaugural Dissertation. Berlin, 15. Marz 1880) // Schriften vermischen Inhalts., Leipzig, 1895.-S. 37-134.

164. Holmes F. T. Axial magnetic suspensions // Review* of Scientific Instruments.-1 937.- V. 8, No. 11 .-P. 444.

165. Lange B. Active damping of ESG Hi, Spacecraft and.Rockets. -1972.-V. 9, No. 2.-P. 96-107.

166. Leger P:, Bihan F. Le gyroscope a suspension electrostatique // Navigation, (Fr.).-Avril, 1984,-No. 126.-P. 223-238.

167. Liu Yanzhu. Dynamics of electrostatically suspended gyroscope.-Beijing: Guofang Publishing House, 1979.-233 p. (на кит. яз.).

168. Mathey R. La derive d'un gyroscope electrostatic // Comptes Rendus de l'Academie des Sciences de Paris.- 1967.- Tome 264, serie A, No. 21.-P. 912-913.

169. M.Aboubacar., H.R.Tamaddon-Jahromi,T.N.Phillips, B.A.Snigerev and M.F.Webster. Transient start-up Poiseulle flow, in "Proc. XIII Int. Congr. of Rheology", Erlangen, Germany, Sep.10-17, 2002.

170. Сконструированный и внедрённый вихревой расходомер за период эксплуатации системы учёта газа показал надёжную и эффективную работу.

171. Зав. кафедрой теплогазоснабжения и вентиляции КурскГТУ, д.т.н., проф.1. Кобелев Н.С.