автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.06, диссертация на тему:Робастная стабилизация в локальных системах управления процессом подготовки товарной нефти

На правах рукописи

ДЖАРАГЯН МАКСИМ АЛЕКСАНДРОВИЧ '

РОБАСТНАЯ СТАБИЛИЗАЦИЯ В ЛОКАЛЬНЫХ СИСТЕМАХ УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ ПОДГОТОВКИ ТОВАРНОЙ НЕФТИ

05.13.06 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами (промышленность)

АВТОРЕФЕРАТ

ДИССЕРТАЦИИ НА СОИСКАНИЕ УЧЕНОЙ СТЕПЕНИ КАНДИДАТА ТЕХНИЧЕСКИХ НАУК

Санкт - Петербург 2005

Работа выполнена в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования Санкт-Петербургском Государственном технологическом институте (техническом университете)

Научный руководитель

- доктор технических наук, профессор Фокин Александр Леонидович

Официальные оппоненты:

- доктор технических наук, профессор

Кашмет Владимир Васильевич

- кандидат технических наук Бахтин Андрей Владимирович

Ведущая организация:

ООО «Наука»

Защита диссертации состоится ^"декабря 2005 года в часов минут в аудитории _на заседании диссертационного совета Д 212.230.03 при Государственном

образовательном учреждении высшего профессионального образования Санкт-Петербургском Государственном технологическом институте (техническом университете) по адресу: 190013, Санкт - Петербург, Московский пр., д.26.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования Санкт-Петербургского Государственного технологического института (технического университета). Отзывы в одном экземпляре, заверенные печатью, просим направлять в адрес ученого совета института.

Автореферат разослан « ^ » АД-Р^-р 2005 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

к.т.н., доцент В. И. Халимон

У

2Ш17

3

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Нефть занимает особое место среди природных полезных ископаемых, которым человечество в значительной степени обязано своим техническим прогрессом. Ни одно государство со сколько-нибудь развитой экономикой не может в настоящее время обойтись без нефти.

Процесс подготовки товарной нефти является одним из ключевых процессов нефтяной промышленности наряду с процессами добычи и переработки нефти.

Существующие методы управления процессом подготовки нефти (с применением релейных регуляторов и регуляторов, использующие традиционные П, ПИ, ПИД линейные законы регулирования) не обеспечивают экономичность процесса.

Процесс подготовки нефти протекает в условиях действия возмущений и неопределенностей, кроме того, рассматриваемый процесс относится к классу потенциально опасных.

В связи с вышеизложенным, возникает актуальная проблема создания экономически эффективных способов управления процессом подготовки нефти, учитывающих влияние возмущений и неопределенностей, а также факторов потенциальной опасности, и позволяющих минимизировать дисперсию отклонения выходных переменных от заданных значений.

Целью работы является создание локальных систем управления процессом подготовки нефти для повышения качества товарной нефти.

В ходе достижения поставленной цели в диссертационной работе решены следующие задачи:

> исследован класс процессов подготовки нефти и проведен обзор существующих методов управления данным процессом;

> рассмотрен синтез робастных систем для линейных объектов с запаздыванием, при этом для упрощения процедуры проектирования применена гипотеза разделения движений, а для оценки грубости системы использовалась Н" норма сигнала ошибки;

> рассмотрен синтез линейных робастных систем стабилизации в рамках каскадной системы регулирования;

> разработана и использована робастная каскадная система управления типовой трубчатой печью при ограничениях на управление;

> для увеличения эффективности управления процессом нагрева нефти при ограничениях на управление дополнительно в качестве ~ко-

рость движения нефти по змеевику печи;

> рассмотрено управление процессом сепарации с учетом потенциальной опасности

и с ограничениями на управление;

> проведена программная реализация результатов работы.

Методы исследования. При выполнении работы использовались методы классической теории управления, робастного управления, статической оптимизации, теории устойчивости, оптимизации и математического моделирования.

Научной новизной являются:

1. Методика синтеза робасгных регуляторов стабилизации для инерционных объектов с запаздыванием на основе классического подхода к синтезу систем.

2. Методика расчета робастных каскадных систем.

3. Алгоритм управления типовой трубчатой печью в системах с каскадной структурой с учетом ограничений на управление.

4. Способ управления температурой нефти на выходе печи при помощи изменения времени пребывания продукта в зоне нагрева.

5. Математическая модель процесса разделения газоводонефтяной смеси в газосепараторе как объекта управления по уровню нефти и воды с учетом изменения давления газа в аппарате.

6. Алгоритм управления процессом разделения газоводонефтяной смеси в газосепараторе как потенциально опасным процессом с учетом ограничений на управление.

Практическая значимость и достоверность результатов работы. Практическая значимость заключается в том, что результаты работы могут быть использованы для создания или модернизации систем управления процессом подготовки товарной нефти. Достоверность подтверждается корректным использованием современного математического аппарата, проверкой на основе имитационных исследований.

Внедрение. Результаты работы переданы для использования в ОАО «Само-тлорнефтегаз» и ОАО «Нижневартовское нефтегазодобывающее предприятие», что подтверждается соответствующими актами.

Апробация работы. Основные положения и результаты работы докладывались: на международной конференции «Математические методы в технике и технологиях» ММТТ-16 - Ростов-на-Дону, Санкт-Петербург, 2003, ММТТ-17 - Кострома, 2004, ММТТ-18 - Казань, 2005.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 11 печатных работ.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 4 глав, заключения, списка литературы и 9 приложений. Общий объем диссертации 145 страниц, включая 106 страниц основного текста, 76 рисунков, 6 таблиц, а также список используемой литературы из 128 наименований.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении дается общая характеристика исследуемых задач, обосновывается актуальность темы, формируется цель исследования, кратко рассматривается содержание работы, излагаются основные научные положения.

В первой главе представлен аналитический обзор состояния проблемы и определены основные направления исследования. Приведено описание технологического процесса подготовки нефти. Более подробно описаны процессы газосепарации и разделения водонефтяных эмульсий, а также представлено устройство и принцип работы трубчатой печи для нагрева нефти. По результатам аналитических обзоров выявлены основные особенности процесса и проблемы управления им, сформулированы цели и задачи исследований, направленные на решение этих проблем.

Основными аппаратами, с помощью которых на центральном пункте сбора и подготовки нефти (ЦПС) осуществляется процесс подготовки нефти, являются трубчатые печи, служащие для нагрева водонефтяной эмульсии, и нефтегазосепараторы, предназначенные для разделения газожидкостной смеси, поступающей со скважин добычи нефти, на газ, нефть и воду.

Показано, что процесс подготовки нефти проходит в условиях неопределенностей и действия возмущений. Эти связано с тем, что состав сырой нефти, поступающей на ЦПС, состав попутного газа, плотность, обводненность, температура и компонентный состав нефти постоянно изменяются.

Для управления процессом подготовки нефти в диссертации используется теория робастного управления. Существующие методы робастного управления затруднительно использовать при автоматизации процесса подготовки нефти из-за их сложности и наличия запаздываний и ограничений на управления. Поэтому поставлена задача разработки методов синтеза робастных систем для объектов с запаздыванием, опирающихся на классические методы синтеза систем.

При управлении трубчатой печью часто используются каскадные системы, поэтому возникает необходимость разработки робастных каскадных систем. Робастные методы также могут быть использованы при управлении сепаратором. При этом процесс сепарации необходимо рассмотреть с точки зрения потенциальной опасности,

связанной с возможностью превышения уровнем нефти максимально допустимого значения, при этом нефть может поступить в трубопровод для отвода попутного газа.

Опираясь на работы Гельфанда Я. Е., Солдатова В.В., Борцова В.П., показано, что с экономической точки зрения задача управления процессом подготовки нефти заключается в минимизации дисперсии Ос отклонения регулируемой величины от заданного значения.

Средняя интенсивность экономических потерь выражается через дисперсию Д. и составляет

Э = /(0)+ у2П, + у Л +... + (1)

где у, - коэффициенты разложения в ряд Тейлора функции затрат, /(0) - интенсивность текущих экономических потерь при идеальном управлении.

Таким образом, целью управления является

Ье тт. (2)

Вторая глава посвящена разработке методов теории робастного управления.

Линейная модель объекта управления при решении задачи синтеза может быть представлена в виде передаточной функции

(3)

где к0 - коэффициент передачи (к'0 <>к0 < к"а), х - запаздывание (V < г < г"), А„(р) -полином п - того порядка (Л„(о)=1), который может быть устойчивым, неустойчивым или находится на границе устойчивости, и коэффициенты которого могут изменяться в заданных интервалах.

Целью синтеза является построение такой передаточной функции регулятора Шр{р), которая обеспечит грубость, то есть малую чувствительность системы к

вариациям параметров в (3).

Для компенсации влияния запаздывания используется корректирующий элемент <ос1р (сос = 0.343/г0 - частота среза, г0 - номинальное значение запаздывания), который для передаточной функции чистого запаздывания обеспечивает астатизм, а также запас устойчивости по фазе ¡р* 71° и запас по амплитуде И «13дБ. Такая приближенная компенсация запаздывания в отличие от точной компенсации обеспечивает большую грубость системы по отношению к изменениям величины запаздывания. При синтезе рассматривается приближенное представление номинальной передаточной функции без запаздывания в нормированном виде с единичным коэффициентом передачи

где А°(р) - номинальное значение полинома А„(р).

Далее для этой передаточной функции синтезируется регулятор с передаточной функцией ^(р), обеспечивающий заданное качество системы при ограничении т'с где со'с - частота среза синтезированной системы с объектом (4) и регулятором (р). Окончательно передаточная функция регулятора для системы с запаздыванием определяется из формулы

-£-ГГ1(р), (5)

К-р

где к° - номинальное значение к0.

Синтез робастной системы осуществляется в три этапа. Вначале выполняется расширение математической модели объекта (4) с принудительным разделением движений объекта. Пусть соответствующее уравнение состояния имеет вид

х0 = Ах0 + Вщ, х0(о) = х°. (6)

где Л = 4, + ЛА,В = В0 +ДЯ, А0,В0 - номинальные значения собственной матрицы объекта (4) и матрицы управления, х0 6 и0 е Я'.

Чтобы получить расширенную модель, вводится семейство фильтров, формирующих опорную траекторию вида

Т„ху +х, =х0, хх(О) = 0, (7)

где Тф - постоянная времени фильтра, - опорная траектория в пространстве состояний х, е Л".

Тогда движение в пространстве состояний искусственно разделяется на две составляющие: Дх, (?) = х0 (?) - х, (?) и х1 (?), которые в сумме всегда дают исходное движение *0(/) = Д*,(?)+*,(?). (8)

На втором этапе для номинальных значений матриц А0,В0 решается ряд задач аналитического конструирования регуляторов (АКОР) для синтеза управления и°(&х,,х,), которое минимизирует в 12 - норму вектора

х(?)= х,(?)+</Л(?)= -<*>,(')> (9)

где (/,,¿2 >0,

Решение задач АКОР осуществляется при различных значениях параметров ¿¡,с12,Т9 с целью получения наименьших значений Ьг и Н" - норм вектора (9).

Это соответствует основной аксиоме, принятой для обеспечения робастности алгоритма, состоящей в необходимости частичной взаимной компенсации векторов Дх,(г) и *,(/) во время переходного процесса. При этом влияние неопределенности в

модели (4) сказывается на всех компонентах вектора состояния [дх,г(г) (^расширенной модели и благодаря частичной взаимной компенсации этих составляющих расширенного вектора состояния их влияние на систему уменьшается в тем большей степени, чем полнее компенсируются друг другом векторы Дх,(г) и х,(0- После решения ряда задач АКОР получаем оптимальное в указанном смысле управление «"(Ах,,*,) и оптимальные значения параметров ^,с!°,.

На третьем этапе происходит модификация полученного решения с целью обеспечения других (кроме робастности) качественных показателей системы. В диссертации задача третьего этапа решена классическим методом синтеза на логарифмической плоскости, и это позволяет исключить второй этап проектирования.

На рис. 1 изображена структурная схема робастной системы. Здесь с - [г1С е20 ... ^ - вектор состояния, г, =[гп е1Х ... , ^ - вектор опорных траекторий, Дг, = [Де„ Дг21 ... Ае^,,]7- вектор рассогласований. Пара (Д£,,е,) составляет расширенное пространство состояний.

Рис. 1. Структурная схема робастной системы

Рассматривается векторное условие (9) для рассогласований s = d,°As1(t)+d^s1(t) = О, (10)

которое задает п +1 гиперплоскость в расширенном пространстве состояний вида гД/) (')=<>, i = 1,...,л +1. (11)

На структурной схеме условие (И) формируется приближенно вследствие пересечения частотных диапазонов отдельных составляющих в обозначенном пунктиром элементе расширения Wv(p) для передаточной функции объекта (4) в виде суммы

Щ = (12)

М

Структурная схема робастной системы отличается от обычной тем, что в ней присутствует физически не реализуемый элемент расширения

аз)

£ю \Р) Т0р + \

где v = d°/d°.

Полином р" + ... + Р +1 при п> 2 неустойчив. Он появляется из-за замены необходимого условия (11) приближенным условием (12). Поэтому его можно заменить дру-

л

гим приближенным устойчивым полиномом ]~[(Г;р + 1). Тогда формула (13) примет вид

м

Kip)=dA<p±(14)

тфр +1

Регулятор с передаточной функцией W"p{p) на структурной схеме (рис. 1) в соответствии с (11), (12) обеспечивает заданное качество стабилизации движения относительно пересечения гиперплоскостей (11) по относительному сигналу рассогласования s(t) после элемента расширения (13-). Робастный регулятор получается в виде произведения

w;(p)=wAPyv;(P). (is)

Например, для передаточной функции номинального объекта первого порядка с запаздыванием в качестве обычного W"{p) может быть использован ПИ закон регулирования, субоптимальный по критерию апериодической устойчивости, который также обладает значительной грубостью по отношению к влиянию неопределенности. Он имеет вид

*0 Р

где ТЦ - номинальное значение Т0.

Формула (16) получена на основании (5) при условии, что р)= Т°р +1 компенсирует единственный полюс передаточной функции объекта.

Передаточная функция робастного регулятора, соответствующая (16), на основании (13) может быть получена в виде

АьР + 1 ЧР + 1 К Р где Гд - дополнительная (не обязательно малая) постоянная времени, введенная для обеспечения физической реализуемости, и = »19, сос = 0.343/г0, Тф° <(19еос)'\ Тх = о\ > <ис, Ты > 7",, < 1 — настраиваемые параметры.

Будем определять параметры в (17) методами классической теории.

Для этого воспользуемся робастным критерием Найквиста. В простейшем случае аддитивная мера близости между реальной и номинальной не робастными разомкнутыми системами имеет вид

фп. (18)

где И^'й), {¡со) - соответственно реальная и номинальная передаточные функции объекта, - регулятор (16), уй - мера аддитивной неопределенности.

Для робастной системы это же условие будет иметь вид

' (19)

где И7р{]а) - робастный регулятор (17), у - мера аддитивной неопределенности для робастной системы.

Необходимо подобрать параметры регулятора (17) так, чтобы выполнялось неравенство у >у0. В случае устойчивой в разомкнутом состоянии номинальной системы для устойчивости реальной замкнутой системы необходимо и достаточно, чтобы годограф номинальной системы W¡^ja)^Wl^J:ео) в (18) не охватывал круг радиусом у0 с центром в точке (-1, у'0) при ш > 0, а годограф номинальной робастной системы К (/<»)• Фр С/®) в (19) - круг радиуса у>у0.

На рис. 2 показано расположение этих годографов для регуляторов (16), (17). Видно, что необходимым условием выполнения неравенства у>у0 в первую очередь является увеличение запаса устойчивости по амплшуде Л > й0, а затем увеличение запаса устойчивости по фазе <р > <р0 для робастной системы.

В результате настройки параметров желательно получить логарифмические характеристики робастной системы по форме подобные логарифмическим характеристикам номинальной системы, так как последние выбраны близкими к оптимальным по критерию апериодической устойчивости, что также обеспечивает значительную грубость по отношению к неопределенности. При этом нужно постараться максимально увеличить значение А > Л0 при выбранном значении <р>ч>й.

1 - годограф номинальной системы;

2 - годограф номинальной робастной системы; РР(/с»)=и(т)+ ]У{е>) Рис. 2. Амплитудно-фазовые характеристики номинальных систем Также рассмотрена робастная стабилизация в каскадной системе автоматического управления, изображенной на рис. 3. Система имеет один вход у и один выход у, а также одну промежуточную переменную г. На основании измерения пары (г, у) формируется одно управление и, которое реализуется при помощи двух регуляторов: регулятора внутреннего контура с передаточной функцией 1Ур1(р) и регулятора внешнего контура с передаточной функцией Шр1{р). В диссертации разработана методика, позволяющая исключить традиционную итерационную процедуру настройки каскадной системы.

^ Ы

Рис. 3 Структурная схема каскадной системы

Желаемое движение по переменной у обеспечивается при помощи виртуального регулятора при регулировании по закону

= (20) где (р) — передаточная функция виртуального регулятора.

Передаточная функция регулятора внешнего контура имеет вид

где Ф"(р) — номинальная передаточная функция внутреннего замкнутого контура.

Компенсация динамики внутреннего контура в (21) дает возможность увеличивать быстродействие системы в тем большей степени, чем значительнее инерционность передаточной функции Ж01 (р). Таким образом, для внутреннего контура актуальна задача обеспечения грубости в условиях неопределенности. С другой стороны компенсация снижает грубость всей системы к наличию неопределенности в задании передаточной функции в (р).

Для внешнего контура решается задача обеспечения заданных динамических характеристик системы. Например, передаточная функция виртуального робастного регулятора для передаточной функции №т(р) первого порядка с запаздыванием, обеспечивающая астатизм внешнего контура, может быть записана в форме (17).

В работах Бобцова А. А. рассматриваются регуляторы с большими коэффициентами передачи. Для внутреннего контура передаточная функция регулятора для передаточной функции РР, (р), например, с относительной степенью третьего порядка может быть получена в виде

где р2(р) — устойчивый полином второго порядка, а> р + х, X — настраи-

ваемый параметр, —обеспечивают устойчивость знаменателя.

Грубость внутреннего контура обеспечивается конечным, но большим коэффициентом передачи /л.

Рассмотрена стабилизация температуры продукта при помощи изменения скорости потока нефтепродукта в нагревательных печах. В качестве модели объекта управления с учетом работ Елина A.B., Плужникова JI.H. можно рассмотреть соотношение

в" tn р Ттр + 1 ' [р

- , „ 5 ' (23)

где кт,Тт — параметры термопары, р" — стационарное значение для разности давлений на входе и выходе трубопровода нефтепродукта, Ар — приращение этой разности, к,, — коэффициент пересчета величины (лр/р"'^, А1У — изменение времени пребывания продукта в зоне нагрева, /Р.с — стационарное значение этой переменной, Ав — приращение температуры относительно стационарного значения в", т' — время движения потока от зоны нагрева до датчика температуры, к„ — коэффициент передачи, зависящий от теплового режима печи.

Передаточная функция робастного регулятора для объекта (23) может быть также получена по формуле (17). Использование этого канала регулирования позволяет упростить этап моделирования динамики объекта.

В третьей главе проведено моделирование и управление процесса сепарации. Газосепаратор представляет собой горизонтальный сосуд (рис. 4), в который по трубопроводу 1 через регулирующий клапан 2 подается газожидкостная смесь (попутный нефтяной углеводородный газ, нефть и вода). В нижней части сепаратор заполнен водой, в средней - нефтью, в верхней части сепаратора находится газ. Целью работы данного аппарата является разделение входной смеси на отдельные составляющие, которые выводятся из сепаратора по трубопроводам отвода газа 4, нефти 6 и воды 8 через регулирующие клапаны 3, 5 и 7, соответственно. 3

Рис. 4. Схема установки сепарации газонефтяной смеси как объекта управления

/4

g2;p2

,/5 /6

g3;p3

/8

1 g4;p4

Опираясь на работы Жежеры Н.И., тугова В.В., рассмотрено три канала управления: изменение уровня воды в аппарате за счет изменения расхода воды на выходе, изменение давления газа в аппарате за счет изменения расхода газа на выходе, изменение уровня нефти в аппарате за счет изменения расхода нефти на выходе.

Модель газосепаратора по уровню вода - нефть имеет вид

где Ь - длина сепаратора, м; Ив ~ уровень воды в сепараторе, м; Л, - радиус сепаратора, м; - объемный расход воды через регулирующий клапан 2 в составе газожидкостной смеси, -м3/с; - коэффициент расхода воды для регулирующего клапана 7; Г, - площадь проходного сечения клапана 7, м1; р, р4 - давление газожидкостной смеси в сепарационной установке и в трубопроводе отвода воды после регулирующего клапана, Па; рй - плотность воды, кг/м1.

Модель газосепаратора по давлению углеводородного газа имеет вид

где V,- - объем газового пространства сепарационной установки, л«3; Я - универсальная газовая постоянная углеводородного газа, Дж/(моль К); Т - абсолютная температура газа, К; рГ - плотность углеводородного газа, кг/м'; вг - объемный расход углеводородного газа, поступающего в газовое пространство сепаратора из нефтегазовой смеси, мъ/с; рг - коэффициент расхода углеводородного газа через регулирующий клапан 3; ^ - площадь проходного сечения клапана 3, м2; § - ускорение свободного падения, м/с2; р2 - давление углеводородного газа после регулирующего клапана 3 отвода газа из аппарата, Па.

Модель тазосепаратора по уровню нефть - газ имеет вид

где Я - уровень нефти в сепараторе, м; рсы - плотность газожидкостной смеси, поступающей в сепаратор, кг/м3;Сх - расход газожидкостной смеси через клапан 2, м3/с; ру - коэффициент расхода нефти для регулирующего клапана 5; - площадь

(24)

(25)

(26)

проходного сечения клапана 5, м2; ръ - давление в трубопроводе отвода нефти после регулирующего клапана, Па; рн - плотность нефти, кг/мъ.

Реальная модель газосепаратора по любому из трех каналов управления может быть представлена в виде

х = р(х)+0(х)(и + 14х)\ (27)

где р(х\ й(х) - заданные функции состояния х = [Иу, р, НУ, управление и принимает одно из трех значений и = , и = , и = в зависимости от канала регулирования, а(х) - ограниченная функциональная неопределенность.

Опираясь на работы Никифорова В. О., Королевой О. И., будем искать управление в виде

и = и(х)+ лг(4 (28)

где и{х) - составляющая управления, обеспечивающая асимптотическую устойчивость для номинальной модели

х = •£•(*)+ФУ и, (29)

- составляющая управления для устранения влияния неопределенности. Для вычисления второй составляющей Ы(х) в (28) в работе использована идеология метода внутренней точки, который однозначно обеспечивает нахождение точки в пространстве состояний в ограниченной области, задаваемой ограничениями типа неравенства. Например, для канала управления -> Я вторая составляющая может быть вычислена по формуле

ЛГ(я) = -1п[Л, ~Н{!)\ (30)

где Я, - аварийное значение уровня нефти, м (Я, = 2,1 м).

При Я = Я, получим #(я) = со, что при неограниченном управлении всегда обеспечивает выполнение неравенства Я (г) < Я,. При ограниченном управлении можно также использовать формулу

и = £/(*)-1п[я;-я(г)], (31)

где Я' > Нх - настраиваемый параметр.

В этом случае управление внутри области принимает конечные значения. Скорость нарастания управления вблизи значения Я = Я, определяется второй составляющей в (31) и находится по формуле [я* -Я(/)]~'. Для того, чтобы она была высокой, необходимо, чтобы Н\ не сильно отличалась от Я,. Наличие высокой скорости реагирования может обеспечить выполнение условия я(/) < Я, во время переходного

процесса и при ограниченном управлении. Это проверяется моделированием управляемого процесса для заданного интервала возмущений.

Исследованы возможности предложенного метода управления процессом газосепарации. Показано, что полученная система управления процессом сепарации работоспособна при воздействии реальных возмущений (изменений расходов Он, ) и параметрических неопределенностей (изменений температуры Т и плотности смеси рси).

В четвертой главе проведено моделирование и управление процессом нагрева нефти в трубчатой печи.

При стабилизации в каскадной системе управления трубчашй печью ПТБ-10 были учтены ограничения на управляющее воздействие (расход топливного газа, подаваемого в горелки печи), при этом использовалась структурная схема системы управления тепловым режимом печи, изображенная на рис. 5.

м

к(р)

ЩМ

Г

Рис. 5. Структурная схема системы управления тепловым режимом печи В качестве исполнительного механизма используется пневматический привод с передаточной функцией первого порядка. Измерение обеих температур осу-

ществляется термопарами, которые имеют передаточные функции №т(р) первого порядка. Номинальные передаточные функции объекта и РР02(р) имеют вид

\02lP

(32)

(33)

-1МО+1)"

Передаточная функция >Г01(р) описывает динамику системы, состоящей из горелки и межтрубного пространства, передаточная функция описывает динамику нагрева жидкости, движущейся по змеевику, и нагрева змеевика.

Построены переходные характеристики при варьировании постоянных времени и коэффициентов усиления объекта, показано, что система не теряет устойчивости при варьировании этих параметров в широких пределах.

Для оценки грубости системы найдена величина Я" нормы передаточной функции ошибки по отношению к возмущению на выходе объекта, она составляет

К >1-1.

(34)

Такая система обладает очень хорошим качеством регулирования по критерию грубости.

Для устранения вибрационного режима работы внутреннего контура, возникающего из-за большого коэффициента усиления в (22), исследованы возможности использования П - регулятора с невысоким коэффициентом передачи во внутреннем контуре IVр1 (р). При этом уменьшились интервалы варьирования параметров передаточной функции объекта.

Исследована грубость системы по отношению к нелинейности объекта. Зависимости постоянной времени и коэффициента усиления были аппроксимированы следующими соотношениями

где кТк, кКа - коэффициенты, характеризующие грубость системы к нелинейности объекта №01(р), га(р) - номинальное значение промежуточной переменной.

Аналогично найдены интервалы изменения коэффициентов кТт, кКа, характеризующие грубость системы к нелинейности объекта Показано, что требуемое качество регулирования достигается при варьировании коэффициентов , кКа, кГт, , характеризующих грубость системы к нелинейности объекта, в широких пределах.

Проведена стабилизация температуры продукта при помощи изменения скорости потока нефтепродукта в трубчатой печи ПТБ-10. Проведено исследование работы системы при варьировании значений коэффициента передачи, зависящего от теплового режима печи ку, времени пребывания продукта в зоне нагрева ¡у, времени движения потока от зоны нагрева до датчика температуры т'. Показано, что при варьировании этих параметров в широких пределах система не теряет устойчивости.

В заключении сформулированы основные теоретические и практические результаты диссертации.

В приложении приведены требуемые качественные характеристики товарной нефти; технические данные печи ПТБ-10 и параметры, контролируемые при ее работе; процедура получения реальной модели газосепаратора по каждому из трех каналов управления; процедура получения линеаризованных номинальных моделей процесса

(г) = к01 + кКп -(г(р)-г0(р)),

(35)

(36)

сепарации; результаты исследований, представленные в графической форме; акты о приеме и передаче результатов диссертационной работы.

ВЫВОДЫ

1. Проведен анализ процесса подготовки товарной нефти как объекта управления. С целью минимизации экономических затрат поставлена задача оптимальной стабилизации выходных переменных для основных аппаратов: трубчатой печи и неф-тегазосепаратора.

2. Предложена методика синтеза робастной линейной системы для объекта с запаздыванием, которая позволяет получить решения, близкие к оптимальным, и использует классические методы синтеза при помощи разделения движений объекта и выбора управления, обеспечивающего взаимную частичную компенсацию отдельных составляющих.

3. Применена декомпозиция задачи синтеза каскадной системы на две отдельные подзадачи для внутреннего и внешнего контуров при помощи построения виртуального регулятора.

4. Разработана методика синтеза робастной линейной системы стабилизации с каскадной структурой.

5. Проведено моделирование процесса газосепарации с разделением сырой нефти на три потока: газ, нефть и воду. Рассмотрены три канала управления: изменение уровня воды в аппарате за счет изменения расхода воды на выходе Л/г< , изменение давления газа в аппарате за счет изменения расхода газа на выходе ^Р, изменение уровня нефти в аппарате за счет изменения расхода нефти на выходе .

6. При управлении процессом сепарации по каждому из трех каналов разработаны робастные регуляторы. При управлении по каналу была введена дополнительная нелинейная составляющая для устранения потенциальной опасности. Учтены ограничения на управляющие воздействия по веем трем каналам.

7. Решена задача стабилизации в робастной каскадной системе управления трубчатой печью 111Ь-10 с учетом ограничений на управляющие воздействия. Для оценки грубости использована величина Н* нормы передаточной функции ошибки по отношению к возмущению на выходе объекта.

8. В качестве дополнительного метода управления рассмотрена стабилизация температуры продукта при помощи изменения скорости потока нефтепродукта в трубчатой печи ПТБ-10.

9. Результаты работы приняты для модернизации АСУТП подготовки товарной нефти в ОАО «Нижневартовское нефтегазодобывающее предприятие» и ОАО «Са-мотлорнефтегаз».

ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1- Джарагян М.А., Фокин А.Л., Харазов В.Г. Использование линейных моделей при ситуационном управлении: Тез. докл. Межд. конф. «Математические методы в технике и технологиях» (ММТТ-16), - Ростов-на-Дону, РГАСХМ ГОУ, 2003.-Т.6, С.130-131.

2. Джарагян М.А., Фокин А.Л., Харазов В.Г. Использование критерия апериодической устойчивости для выбора параметров регулятора: Тез. докл. Межд. конф. «Математические методы в технике и технологиях» (ММТТ-16), - Ростов-на-Дону, РГАСХМ ГОУ, 2003.-Т.6, С.137 - 139.

3. Джарагян М.А . Постановка задачи управления для процесса подготовки нефти: Тез. докл. Межд. конф. «Математические методы в технике и технологиях» (ММТТ-16), - Ростов-на-Дону, РГАСХМ ГОУ, 2003.-Т.6, С.117 - 118.

4. Джарагян М.А., Фокин А.Л. Использование расширенной модели динамики объекта для решения задачи робастной стабилизации: Тез. докл. Межд. конф. «Математические методы в технике и технологиях» (ММТТ-16), - Санкт-Петербург, СПбГТИ (ТУ), 2003.-Т.2, С.104 - 105.

5. Джарагян М.А., Фокин А.Л., Харазов В.Г. Построение робастных алгоритмов стабилизации по расширенной модели объекта управления// Автоматизация в промышленности. - 2003. - №12. - С. 38-39.

6. Джарагян М.А., Фокин А.Л., Харазов В.Г. Управление потенциально опасными процессами в химической промышленности// Автоматизация и современные технологии. - 2004. - №1. - С.19 - 25.

7. Джарагян М.А., Фокин А.Л. Робастное управление линейным одномерным объектом по расширенной модели динамики: Тез. докл. Межд. конф. «Математические методы в технике и технологиях» (ММТТ-17), - Кострома, КГТУ, 2004,-Т.2, С.94-98.

8. Джарагян М.А., Фокин А.Л. Управление процессом нефтегазосепарации как потенциально опасным процессом: Тез. докл. Межд. конф. «Математические методы в технике и технологиях» (ММТТ-17), - Кострома, КГТУ, 2004.-Т.10, С.12-13.

20

№22 48 Ь

9. Афлятунов P.M., Джарагян М.А., Фокин А.Л. Робастное управление линейным инерционным объектом с запаздыванием// Автоматизация и современные технологии. - 2004. - №10. - С.36 - 43.

10. Джарагян М.А., Фокин А.Л. Робастное управление в каскадной системе: Тез. докл. Межд. конф. «Математические методы в технике и технологиях» (ММТТ-18). - Казань, 2005. - Т.2, С. 113 - 116.

11. Джарагян М.А., Фокин А.Л. Стабилизация температуры продукта при помощи изменения скорости потока нефтепродукта в нагревательных печах: Тез. докл. Межд. конф. «Математические методы в технике и технологиях» (ММТТ-18). -Казань, 2005. - Т.9, С.124 - 125.

РНБ Русский фонд

08.11.05г. Зак. 160-70 РТП ИК «Синтез» Московский пр., 26

Список принятых обозначений.

Введение.

1. Состояние проблемы автоматизации технологического процесса подготовки товарной нефти. Обоснование новых подходов к выбору управления.

1.1. Технология обработки продукции скважин Пермяковского месторождения.

1.2. Технология обработки продукции скважин Кошильского месторождения.

1.3. Технология подготовки нефти на Хохряковском ЦПС.

1.4. Анализ перспектив добычи нефти, жидкости и газа, поступающих на Хохряковский ЦПС.

1.5. Анализ существующей схемы утилизации газа на объектах подготовки нефти Хохряковской группы месторождений.

1.6. Описание процесса сепарации.

1.7. Нефтяные эмульсии и их свойства.

1.8. Устройство и принцип работы трубчатой печи ПТБ-10.

1.9. Экономическое обоснование новых подходов к выбору управления и постановка задачи исследования.

Выводы к главе 1.

2. Робастное управление.

2.1. Робастное управление линейным инерционным объектом с запаздыванием.

2.1.1. Постановка задачи.

2.1.2. Синтез системы регулирования.

2.1.3 Пример синтеза робастного регулятора.

2.2. Робастная стабилизация в каскадной системе автоматического управления.

2.2.1. Синтез каскадной системы.

2.2.2. Синтез внешнего контура.

2.2.3. Синтез внутреннего контура.

2.2.4. Пример синтеза системы управления трубчатой нагревательной печью.

2.3. Стабилизация температуры продукта при помощи изменения скорости потока нефтепродукта в нагревательных печах.

Выводы к главе 2. ф 3. Моделирование и управление процессом сепарации.

3.1. Модель газосепаратора по уровню вода - нефть.

3.2. Модель газосепаратора по давлению углеводородного газа.

3.3. Модель газосепаратора по уровню нефть - газ.

3.4. Управление процессом сепарации.

3.5. Моделирование процесса газосепарации в системе МАТЬАВ.

3.6. Робастное управление процессом газосепарации.

Выводы к главе 3.

4. Управление процессом нагрева нефти в трубчатой печи.

4.1. Стабилизация в каскадной системе управления трубчатой печью ПТБ-10.

4.2. Стабилизация температуры продукта при помощи изменения скорости

0 потока нефтепродукта в трубчатой печи ПТБ-10.

Выводы к главе 4.

Выводы.

Нефть занимает особое место среди природных полезных ископаемых, которым человечество в значительной степени обязано своим техническим прогрессом. Ни одно государство со сколько-нибудь развитой экономикой не может в настоящее время обойтись без нефти.

Нефть - ценнейшее природное ископаемое. Из нее получают бензин, керосин, дизельное топливо - горючее для автомобилей, реактивной авиации, дизелей, а также мазут и другие виды топлив, без которых невозможно представить современную промышленность и энергетику. По теплоте сгорания нефть превосходит все известные природные виды ископаемых. Но не только этими уникальными энергетическими свойствами определяется ее значение в современном техническом мире. Нефть - это важнейшее химическое сырье, на базе которого развиваются целые отрасли химического промышленного производства: органический синтез, производство пластмасс, синтетических волокон, каучука и многие другие. В настоящее время нет ни одной отрасли промышленности, где в той или иной степени не использовались бы нефть и ее продукты [1].

Экономическая эффективность процессов подготовки нефти неразрывно связана с их автоматизацией. Автоматизация позволяет увеличить количество обрабатываемой нефти, улучшить ее качество благодаря непрерывному контролю за работой оборудования и аппаратуры, немедленному устранению всех неисправностей и нарушений технологического режима. Кроме того, автоматизация дает возможность увеличить межремонтный период, постоянно совершенствовать технологические режимы, а также способствует сокращению потерь.

Перспективы достижения большой экономии связаны с переходом от автоматизации отдельных узлов и операций к автоматическому управлению процессом подготовки нефти в целом.

Основной целью деятельности любого предприятия является получение максимальной прибыли. Специфика современного рынка и условия жесткой конкуренции, характерные для сегодняшнего дня, заставляют непрерывно искать пути повышения рентабельности производства, совершенствования процессов управления и планирования.

На добывающих и перерабатывающих предприятиях нефтегазовой отрасли в условиях постоянной динамики цен и усиления государственного контроля эти вопросы приобретают стратегическое значение. Каким образом можно увеличить прибыль? Основные способы увеличения прибыли - это оптимизация и модернизация производства, увеличение достоверности и скорости распределения информации, снижение потерь продукта и энергоносителей по ходу технологического процесса [2].

Важной особенностью процесса подготовки товарной нефти является то, что он протекает в условиях неопределенности и действия возмущений. Это обуславливается следующими факторами.

1. Сырьем для процесса подготовки товарной нефти является продукция скважин добычи нефти, поступающая на первую ступень сепарации. В состав продукции скважин помимо непосредственно нефти входят также вода, попутный газ, водонефтяная эмульсия и различные примеси. Измерение количества всех этих составляющих сырой нефти является очень затруднительным. Кроме того, состав сырой нефти, поступающей на ЦПС, постоянно изменяется.

2. Состав попутного газа, поступающего на ЦПС в составе сырой нефти, может изменяться в широких пределах, соответственно, может изменяться и его плотность.

3. Плотность и компонентный состав нефти также могут изменяться.

4. Обводненность, т. е. количество воды в составе сырой нефти, является переменной величиной.

5. Температура сырой нефти изменяется в широких пределах (во многом это зависит от температуры окружающей среды). Это приводит к изменению различных свойств компонентов, входящих в состав сырой нефти, например, плотности, вязкости.

С учетом вышесказанного, можно отметить, что применяющиеся в настоящее время для управления процессом подготовки нефти регуляторы (релейные регуляторы и регуляторы, использующие традиционные линейные законы регулирования^ - 8, 100 - 114]) не всегда могут справиться с поставленными перед ними задачами управления. Поэтому в данном случае более предпочтительно использование робастных регуляторов, одной из главных особенностей которых является возможность нормальной работы в условиях неопределенности и действия возмущений.

Основными аппаратами, применяемыми на ЦПС, являются сепараторы, предназначенные для разделения сырой нефти на отдельные составляющие, и трубчатые печи, необходимые для нагрева нефти.

В сепараторах первой ступени сепарации отделяется основная масса попутного газа. Во многом от работы этого аппарата зависит значение ДНП, одной из важнейших характеристик товарной нефти [9]. В случае превышения ДНП определенного значения, товарной нефти может быть присвоен более высокий номер группы по степени подготовленности, в результате чего цена на нефть понизится.

Для более рационального использования сепараторов первой ступени уровень жидкости в аппарате необходимо поддерживать на уровне 50% (1,5 м). В этом случае, с учетом того, что сепараторы первой ступени являются цилиндрическими аппаратами и расположены горизонтально, площадь поверхность жидкости будет максимальной, что наиболее оптимально для сепарации газа. Однако следует отметить, что процесс сепарации попутного газа является потенциально опасным, так как превышение уровнем жидкости определенного значения (2,1 м) приведет к тому, что жидкость направится в коллектор для отвода газа. С учетом того, что технологический процесс, как уже отмечалось ранее, протекает в условиях неопределенности и действий возмущений, такой вариант развития событий во время переходных процессов вполне возможен. Поэтому в настоящее время в целях безопасности уровень жидкости в сепараторах первой ступени поддерживается на уровне 35-40%, так как в этом случае при увеличении объема сырой нефти, поступающей на ЦПС, уровень жидкости в аппарате растет с меньшей скоростью.

Трубчатые печи предназначены для нагрева водонефтяной эмульсии. При повышении температуры процесс разделения эмульсии протекает более оптимально. Однако нагрев жидкости до очень высокой температуры (например, +40°С) может привести к закипанию нефти в змеевике печи, что недопустимо. С этой точки зрения процесс нагрева водонефтяной эмульсии также является потенциально опасным. С другой стороны, при низкой температуре процесс разделения эмульсии будет протекать хуже, чем при более высокой, что может привести к увеличению обводненности товарной нефти, увеличению ее номера по степени подготовленности и уменьшению ее цены [9].

Для решения задачи управления процессом подготовки товарной нефти автором предлагаются методы робастного управления, которые интенсивно развиваются на протяжении последних 25-ти лет. Существует достаточно большое число подходов к решению проблемы. Общим для них является значительная сложность теории, а также методов проектирования систем. По-видимому, в этом причина малой востребованности за столь большой срок современной теории оптимального робастного управления при решении конкретных реальных задач автоматизации технологических процессов на инженерном уровне. Применение предлагаемого подхода с использованием разделения движения в объекте и организации в дальнейшем взаимной компенсации составляющих за счет выбора управления позволяет более просто решить задачу синтеза робастной системы, используя классические методы. При этом получаются результаты близкие по эффективности к оптимальным, что легко показать на практических примерах. Кроме этого, автору не известны работы по синтезу каскадных робастных систем, и поэтому соответствующие методы синтеза также рассмотрены в диссертации. Также новыми являются результаты по использованию робастных методов при управлении потенциально опасными процессами.

Методы робастного управления применимы для трубчатой печи, где целью управления является поддержание определенной разности температур нефти на входе и выходе печи, причем в условиях неопределенности. Для управления трубчатой печью возможно применение таких методов робастного управления, как робастная стабилизация в каскадной системе автоматического управления, а также использование скорости движения нефти по змеевику трубчатой печи в качестве управления. Введение этого дополнительного контура позволяет повысить эффективность управления при ограниченных значениях управляющих воздействий.

Применение методов робастного регулирования возможно и для поддержания оптимального уровня жидкости в сепараторе первой ступени сепарации, а также для минимизации дисперсии отклонения выходной величины (уровня жидкости) от заданного значения, что приведет к уменьшению затрат [10-11, 96 - 97].

Процесс подготовки товарной нефти является потенциально опасным. В данном случае постановка задачи отличается от традиционной [70, 115 - 126], так как аварийная ситуация связана не с потерей устойчивости, а только с нарушением ограничений типа неравенства для некоторых переменных. Перечислим данные ограничения.

1. Уровень жидкости в сепараторе 0м<Н<2,1м. Превышение уровнем жидкости значения 2,1 м приведет к ее попаданию в трубопровод для отвода попутного газа.

2. Температура нефти 2°С<Г<40°С. Данное ограничение актуально при управлении процессом нагрева нефти в трубчатой печи. При температуре более 40°С нефть может закипеть.

3. ДНП < 500 мм. рт. ст. При превышении ДНП данного значения товарной нефти будет присвоена группа с более высоким номером, соответственно, при этом понизится цена товарной нефти. Также возможно вынесение штрафа, так как значение ДНП характеризует количество газа в подготовленной нефти.

Отметим, что значение ДНП во многом зависит от того, насколько качественно проводится процесс сепарации. При сепарации в горизонтальном аппарате важно учитывать значение уровня жидкости, так как от него зависит площадь соприкосновения жидкости и газа, которая максимальна при уровне жидкости, равном половине высоты сепаратора. Таким образом, значение ДНП косвенно зависит от величины уровня жидкости в сепараторе и от точности стабилизации на этом уровне.

4. Обводненность товарной нефти %<0,5%. Превышение обводненностью данного значения также приведет к тому, что товарной нефти будет присвоен более высокий номер группы. Понизится цена нефти, а также необходимо будет выплатить штраф компании, которой принадлежит трубопровод, так как повышенная обводненность нефти приведет к коррозии трубопровода.

Обводненность товарной нефти во многом зависит от того, как на ЦПС была разделена водонефтяная эмульсия. Качество разделения эмульсии определяется используемым реагентом-деэмульгатором, а также температурой, при которой проводится процесс отстаивания. С учетом того, что аппараты для отстаивания расположены в технологической схеме после трубчатых печей, обводненность косвенно зависит от их работы, а именно от разницы температур жидкости на входе и выходе печи.

Отметим, что помимо указанных ограничений существуют также ограничения на управляющие воздействия, которые необходимо учесть при управлении процессом подготовки нефти. Учтены ограничения на расход топливного газа, который подается в горелки трубчатой печи, а также ограничения на площади проходных сечений клапанов, расположенных на трубопроводах для вывода из сепаратора нефти, газа и воды.

Целью работы является создание локальных систем управления процессом подготовки нефти для повышения качества товарной нефти.

В ходе достижения поставленной цели в диссертационной работе решены следующие задачи: изучен конкретный технологический процесса подготовки нефти и проведен обзор существующих методов управления данным процессом; рассмотрен синтез робастных систем для линейных объектов с запаздыванием, при этом для упрощения процедуры проектирования применена гипотеза разделения движений, а для оценки качества системы использовалась Ям норма сигнала ошибки; рассмотрен синтез робастных систем стабилизации в рамках каскадной системы регулирования; разработана и использована робастная каскадная система управления трубчатой печью при ограничениях на управление; для увеличения эффективности управления процессом нагрева нефти при ограничениях на управление предложено дополнительно в качестве управления использовать скорость движения нефти по змеевику печи; рассмотрено управление процессом сепарации с учетом потенциальной опасности и с ограничениями на управление; проведена программная реализация результатов работы.

Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, выводов по работе, списка использованных источников и приложений.

9. Результаты работы приняты для модернизации АСУТП подготовки товарной нефти в ОАО «Нижневартовское нефтегазодобывающее предприятие» и ОАО «Са-мотл орнефтегаз».

1. Бур дынь Т.А., Закс Ю.Б. Химия нефти, газа и пластовых вод. - М.: Недра, 1978. -277 с.

2. Лебедева Т.Я. Нефтегазовая отрасль России: Общеэкономическая ситуация и стратегия развития. М.: МАКС-пресс, 2000. - 419 с.

3. Кривошеев В.П. Автоматизация технологических процессов нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности. Уфа: УНИ, 1988. -64 с.

4. Ушатская Н.П., Романов В.П. Системы локальной автоматики основных аппаратов нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности: Учебное пособие. -М.: Б.И., 1982.-97 с.

5. Алекперов Ф.А. Автоматизация и управление процессами первичной переработки нефти. Автореф. дис. . докт. техн. наук. / Азерб. гос. нефт. акад. Баку, 1992. — 46 с.

6. Физико-математические проблемы моделирования нефтепромысловых и нефтехимических процессов: Сб. науч. тр. / Уфим. нефт. ин-т. Уфа, 1992. - 176 с.

7. Моделирование и оптимизация технологических процессов нефтегазовой отрасли / Труды МИНГ им. Губкина, вып. 231. -М.: изд. МИНГ, 1991.-210 с.

8. Ansari, Rashid М., Tade, Moses О. Nonlinear model based process control: Applications in petroleum refining. London: Springer, 2000. - 232 p.

9. ГОСТ P 51858 2002. Нефть. Общие технические условия - М.: ИПК Издательство стандартов, 2002. - 8 с.

10. Гельфанд Я. Е. Управление цементным производством с использованием вычислительной техники. Л.: Стройиздат, 1973. 178 с.

11. Гельфанд Я. Е. Статистические методы в управлении цементным производством. Л.: Стройиздат, 1979. 128 с.

12. Мановян А.К. Технология первичной переработки нефти и природного газа: Учебное пособие лля вузов. -М.: Химия, 2001. 568 с.

13. Шарафиев Р.Г. Техника сбора, подготовки и переработки нефти и газа (конструкция, расчеты и испытания): Учебное пособие. Уфа: Изд-во УГНТУ, 1997. - 162 с.

14. Скобло А.И., Молоканов Ю.К., Владимиров А.И., Щелкунов В.А. Процессы и аппараты нефтегазопереработки и нефтехимии: Учебник для вузов. М.: ООО «Недра - Бизнесцентр», 2000. - 677 с.

15. Тронов В. П. Промысловая подготовка нефти. М.: Недра, 1977. - 271 с.

16. Байков Н.М., Позднышев Г.Н., Мансуров Р.И. Сбор и промысловая подготовка нефти, газа и воды. М.: Недра, 1981. - 261 с.

17. Лутошкин Г.С. Сбор и подготовка нефти, газа и воды. -М.: Недра, 1983. 224 с.

18. Медведев В.Ф. Сбор и подготовка нефти и воды. -М.: Недра, 1986. 221 с.

19. Каспарьянц К.С., Кузин В.И., Григорян Л.Г. Процессы и аппараты для объектов промысловой подготовки нефти и газа. -М.: Недра, 1977. 254 с.

20. Нюняйкин В.Н., Галеев Ф.Ф., Зейгман Ю.В., Шамаев Г.А. Справочник нефтяника. -Уфа: Башкартостан, 2001. 264 с.

21. Каспарьянц К.С. Промысловая подготовка нефти и газа. М.: Недра, 1973. - 376 с.

22. Ханов Н.И., Фатхутдинов А.Ш., Слепян М.А. Измерение количества и качества нефти и нефтепродуктов при сборе, транспортировке и коммерческом учете. СПб.: Изд-во СПбУЭФ, 2000. - 269 с.

23. ОАО «Нижневартовское нефтегазодобывающее предприятие». Технологический регламент центрального пункта сбора нефти и газа Хохряковского месторождения. 2004.- 65 с.

24. Джарагян М.А. Постановка задачи управления для процесса подготовки нефти: Тез. докл. Межд. конф. «Математические методы в технике и технологиях» (ММТТ-16). Ростов-на-Дону, 2003. - Т.8, С. 117- 118.

25. Земенков Ю.Д., Малюшин H.A., Маркова Л.М. Резервуары для хранения нефтей и нефтепродуктов: Курс лекций. Тюмень: ТюмГНГУ, 1998. - 55 с.

26. Персиянцев М.Н. Совершенствование процессов сепарации нефти от газа в промысловых условиях. -М.: Недра, 1999. -283 с.

27. Тугов В.В., Жежера Н.И., Шевченко А.И. Сопоставление способов и устройств дегазации нефти как объектов управления // Нефтегазовые технологии. 2002. - № 2. -С. 13-15.

28. Сафиева Р.З. Физикохимия нефти. Физико-химические основы технологии переработки нефти. М.: Химия, 1998. - 448 с.

29. Emulsions: fundamentals and applications in the petroleum industry / by Laurier L. Schramm, editor. Washington: American Chemical Society, 1992. - 428 p.

30. Магомадов A.C. Теплофизические свойства высоковязких нефтей. Краснодар: КубГТУ, 2000. - 114 с.

31. Рзаев А. Г. Научные расчеты, проектирование и управление процессом разделения нефтяных эмульсий в нефтеподготовке и нефтепереработке. Автореф. дис. . докт. техн. наук. / Ин-т теорет. пробл. хим. технологии им. М. Ф. Нагиева. Баку, 1994. -44 с.

32. ОАО «Нижневартовское нефтегазодобывающее предприятие». Инструкция по безопасной эксплуатации печи трубчатой блочной ПТБ-10. 2002.-28 с.

33. Барабаш Ю.В., Одинцова Е.А., Рейфман Э.Д. Синтез систем управления процессом нагрева нефти в трубчатой печи. Киев: И.К., 1988. - 20 с.

34. Ентус Н.Р., Шарихин В.В. Трубчатые печи в нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности. М.: Химия, 1987. - 304 с.

35. Воронов К. В., Королева О. И., Никифоров В. О. Робастное управление нелинейными объектами с функциональными неопределенностями // Автоматика и телемеханика. 2001. - № 2. - С. 112-121.

36. Бобцов А. А., Лямин А. В., Сергеев К. А. Синтез, закона адаптивного управления для стабилизации не точно заданных нестационарных объектов // Изв. вузов. Приборостроение. -2001. -№ 3. С. 3-7.

37. Позняк А. С. Основы робастного управления (Я"5 -теория): Учеб. пособие. М.: МФТИ, 1991.- 128 с.

38. Брусин В. А. Частотные условия Н„ -управления и абсолютной стабилизации // Автоматика и телемеханика. 1996. - № 5. - С. 17-25.

39. Позняк А. С., Себряков Г. Г., Семенов А. В., Федосов Е. А. Я"-теория управления: феномен, достижения, перспективы, открытые проблемы. М.: ИПУ АН СССР — ГосНИИАС, 1990. - 76 с.

40. Себряков Г. Г. Конструирование робастных систем управления с использованием методов #м-оптимизации. -М.: НИЦ, 1991. 83 с.

41. Рапопорт Л. Б. Анализ робастной устойчивости линейных стационарных систем с помощью квадратичных функций Ляпунова, зависящих от параметров // Автоматика и телемеханика. 1998.-№ 8. - С. 146-153.

42. Бобылев Н. А., Булатов А. В. О робастной устойчивости линейных дискретных систем // Автоматика и телемеханика. 1998. - № 8. - С. 138-145.

43. Цыпкин Я. 3., Поляк Б. Т. Робастный критерий Найквиста // Автоматика и телемеханика. 1992. - № 7. - С. 25-31.

44. Поляк Б. Т., Цыпкин Я. 3. Частотные критерии робастной устойчивости и апериодичности линейных систем // Автоматика и телемеханика. 1990. - № 9. - С. 45-54.

45. Цыпкин Я. 3., Поляк Б. Т. Частотные критерии робастной устойчивости линейных дискретных систем // Автоматика и телемеханика. 1990. - № 4. - С. 3-9.

46. Харитонов В. Л. Асимптотическая устойчивость положения равновесия семейства систем линейных дифференциальных уравнений // Дифференц. уравнения. 1978. Т. 14. С. 2086-2088.

47. Ащепков Л. Т., Стегостенко Ю. Б. Стабилизация наблюдаемой линейной дискретной системы с интервальными коэффициентами // Автоматика и телемеханика. 1999. - № 7. - С. 85-95.

48. Юнгер И. Б. Критерии абсолютной устойчивости для автоматических систем с векторными нелинейными блоками // Автоматика и телемеханика. 1989. № 2. - С. 56-68.

49. Харитонов В. Л. К проблеме Рауса — Гурвица для семейства полиномов // Проблемы устойчивости движения, аналитической механики и управления движением. Новосибирск: Наука, 1979. - С. 105-111.

50. Джури Э. Робастность дискретных систем // Автоматика и телемеханика. 1990. -№5.-С. 3-28.

51. Поляк Б. Т., Цыпкин Я. 3. Робастная устойчивость при комплексных возмущениях параметров // Автоматика и телемеханика. 1991. -№ 8. С. 45-54.

52. Уткин В. И., Орлов Ю. В. Теория бесконечномерных систем управления на скользящих режимах. -М.: Наука, 1990. 176 с.

53. Дроздов В. Н., Мирошник И. В., Скорубский В. И. Системы автоматического управления с микроЭВМ. Л.: Машиностроение, 1989. 284 с.

54. Александров А. Г., Честнов В. Н. Синтез многомерных систем заданной точности. 1. Применение процедур Ь(3-оптимизации // Автоматика и телемеханика. 1998.-№ 7. - С. 83-95.

55. Александров А. Г., Честнов В. Н. Синтез многомерных систем заданной точности. 2. Применение процедур Ям-оптимизации // Автоматика и телемеханика. 1998. - № 8. - С. 124-138.

56. Поляков К. Ю. Полиномиальный синтез оптимальных цифровых следящих систем. 1. Квадратичная оптимизация // Автоматика и телемеханика. 2001. - № 2. -С. 149-162.

57. Поляков К. Ю. Полиномиальный синтез оптимальных цифровых следящих систем. 2. Робастная оптимизация // Автоматика и телемеханика. 2001. — № 3. — С. 94-107.

58. Киселев О. Н., Поляк Б. Т. Синтез регуляторов низкого порядка по критерию Я™ и по критерию максимальной робастности // Автоматика и телемеханика. -1999.-№3,-С. 119-130.

59. Вишняков А. Н. Синтез максимально-робастной системы управления дискретным объектом с непараметрической неопределенностью // Автоматика и телемеханика. -1999.-№3.-С. 71-77.

60. Вишняков А. Н. Максимально-робастный регулятор низкого порядка для дискретных систем управления неопределенным объектом // Автоматика и телемеханика.-2000.-№ 11.-С. 156-167.

61. Polyak В. Т. Halpern М. Е. Optimal desigu for discrete-time linear system via new performance index // Proc. 38th CDC. Phoenix. AZ. 1999. - P. 893-899.

62. Цыпкин Я. 3. Частотные критерии модальности дискретных систем // Автоматика и телемеханика. 1990. - № 2. - С. 3-9.

63. Ле Хунг Лан. Модифицированный частотный критерий робастной устойчивости замкнутой системы // Автоматика и телемеханика. 1993. - № 8. - С. 98-111.

64. Гусев Ю. М. и др. Анализ и синтез интервальных динамических систем (состояние проблемы). Ч. II // Техническая кибернетика. 1991. - № 2. - С. 3-30.

65. Калмыков С. А., Шокин Ю. И., Юлдашев 3. X. Методы интервального анализа. -Новосибирск: Наука, 1986. 180 с.

66. Добранец Б. С., Шайдуров В. В. Двусторонние численные методы. Новосибирск: Наука, 1990.-212 с.

67. Афлятунов Р. М., Джарагян М. А., Фокин А. JL Робастное управление линейным инерционным объектом с запаздыванием//Автоматизация и современные технологии. 2004.-№10.-С. 36-43.

68. Первозванский А. А. Курс теории автоматического управления. М.:Наука, 1986. -616с.

69. Кафаров В. В. Методы кибернетики в химии и химической технологии. -М.:Химия, 1968.-378с.

70. Джарагян А. М., Фокин А. Л., Харазов В. Г. Управление потенциально опасными процессами в химической промышленности // Автоматизация и современные технологии. 2004. - №1. - С. 19-25.

71. Джарагян А. М., Фокин А. JL, Харазов В. Г. Построение робастных алгоритмов стабилизации по расширенной модели объекта управления // Автоматизация в промышленности. -2003. -№12. С.38-39.

72. Фокин А. JL, Харазов В. Г. Управление линейным объектом с запаздыванием // Автоматизация и современные технологии. 2002. - №5. - С. 13-17.

73. Летов А. М. Аналитическое конструирование регуляторов // Автоматика и телемеханика. 1960. - № 6. - С. 5-14.

74. Фокин А. Л. Метод разделения движений и синтез робастной системы регулирования // Изв. вузов. Приборостроение. 2002. - №4. - С. 11-16.

75. Методы робастного, нейро-нечеткого и адаптивного управления / Под ред. Н. Д. Егупова. М.: Изд-во МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2002. - 744с.

76. Цыпкин Я. 3., Поляк Б. Т. Робастный критерий Найквиста // Автоматика и телемеханика. 1992. - №7. - С. 25-31.

77. Джарагян М.А., Фокин А.Л. Робастное управление в каскадной системе: Тез. докл. Межд. конф. «Математические методы в технике и технологиях» (ММТТ-18). -Казань, 2005. -Т.2, С. 113 116.

78. Афлятунов Р. М., Фокин А. Л., Харазов В. Г. Робастная стабилизация теплового режима работы трубчатых нагревательных печей нефтеперерабатывающей промышленности //Автоматизация в промышленности. 2004. - №7. - С. 25-28.

79. Автоматическое управление в химической промышленности/ Учебник для вузов. Под ред. Е. Г. Дудникова М.: Химия, 1987.-368 с.

80. Мирошник И. В. Нелинейные системы. Анализ и управление.- СПб: СПбГИТМО(ТУ), 2002,- 169 с.

81. Алексеев В. М., Тихомиров В. М., Фомин С. В. Оптимальное управление. М.: Наука, 1979. 430 с.

82. Бобцов А. А. Алгоритм робастного управления в задаче слежения за эталонным сигналом//Автоматика и телемеханика. 2003. №6. С. 104- 113.

83. Джарагян М.А., Фокин A.J1. Стабилизация температуры продукта при помощи изменения скорости потока нефтепродукта в нагревательных печах: Тез. докл. Межд. конф. «Математические методы в технике и технологиях» (ММТТ-18). Казань, 2005.-Т.9, С.124-125.

84. Фокин A.JI. Синтез систем автоматического управления технологическими процессами по расширенной модели динамики объекта. Спец. 05.13.06. Дисс. . д-ра техн. наук. СПб: СПбГТИ (ТУ), 2002.-431 с.

85. Жежера Н.И., Тугов В.В. Моделирование установки сепарации газонефтяной смеси как объекта управления по уровню жидкости // Нефтегазовые технологии. -2001.-№ 4.-С. 4-8.

86. Маринин Н.С., Савватеев Ю.Н. Разгазирование и предварительное обезвоживание нефти в системах сбора. М.: Недра, 1982. - 171 ,с.

87. Башта Т.М. Машиностроительная гидравлика. Справочное пособие. М.: Машиностроение, 1971. - 672 с.

88. Салфетников В.И., Хабалов В.В. Сходимость метода наименьших квадратов с декомпозицией ковариационной матрицы// Информационно-аналитический журнал. Актуальные проблемы современной науки. М., Спутник+, 2004. Т(17). №2. С. 204 207.

89. Штеренлихт Д.В. Гидравлика. М.: Энергоатомиздат, 1984. - 640с.

90. Головин В.В. Аналоговые пневматические устройства. М.: Машиностроение, 1980.- 160 с.

91. Королева О. И., Никифоров В. О. Нелинейное робастное управление линейным объектом// Автоматика и телемеханика. 2000. - № 4. - С. 14-15.

92. Моделирование процессов и систем в MATLAB. Учебный курс. СПб.: Питер, 2005.-512 с.

93. Джарагян М.А., Фокин A.JI. Робастное управление линейным одномерным объектом по расширенной модели динамики: Тез. докл. Межд. конф. «Математические методы в технике и технологиях» (ММТТ-17). Кострома, 2004. - Т.2, С.94 - 98.

94. Джарагян М.А., Фокин А.Л. Управление процессом нефтегазосепарации как потенциально опасным процессом: Тез. докл. Межд. конф. «Математические методы в технике и технологиях» (ММТТ-17). Кострома, 2004. - Т. 10, С.12 - 13.

95. Солдатов В.В., Маклаков В.В., Камакин В.В. Робастное управление технологическими процессами в условиях статической неопределенности// Автоматизация в промышленности. 2005. - №1. - С. 5-9.

96. Солдатов В.В., Борцов В.П. Методы робастного и адаптивного управления технологическими процессами / Тр. межд. научн. конф. «Теория и практика построения и функционирования АСУТП». М.: МЭИ, 2003. С. 33-36.

97. Росин М.Ф., Булыгин B.C. Статистическая динамика и теория эффективности систем управления. М.: Машиностроение. 1981. 223 с.

98. Бессекерский В. А., Попов Е. П. Теория систем автоматического регулирования. М.: Наука, 1972.- 768 с.

99. Заде Л., Дезоер Ч. Теория линейных систем. Метод пространства состояний. -М.: Наука, 1970.-704 с.

100. Стефани Е. П. Основы расчета настройки регуляторов теплоэнергетических процессов. М.: Энергия, 1972. - 376 с.

101. Аязян Г. К., Галиуллина Е. П. О выборе рабочей точки при расчете настроек регуляторов на заданную степень колебательности // Школа по моделированию автоматизированных технологических процессов. Новомосковск: РХТУ, 1997. - С. 33-34.

102. Дудников Е. Г. Автоматическое управление в химической промышленности. -М.: Химия, 1987,- 368 с.

103. Ротач В. Я., Кузищин В. Ф., Лысенко С. Б. Реализация функции автоматизированной настройки в микропроцессорном контроллере ПРОТАР // Теплоэнергетика. 1988. -№ 10. - С. 12-15.

104. Ротач В. Я., Наконечный А. Ф. Расчет настройки ПИД регуляторов в режиме диалога // Теплоэнергетика . 1988. - № 9. - С. 11-13.

105. Ротач В. Я., Кузищин В. Ф., Клюев А. С. ;и др. Автоматизация настройки систем управления. М.: Энергоиздат, 1984. - 302 с.

106. Ротач В. Я Теория автоматического управления теплоэнергетическими процессами. М.: Энергоиздат, 1985. - 296 с.

107. Ротач В. Я. Расчет динамики промышленных автоматических систем регулирования. М.: Энергоиздат, 1973. - 440 с.

108. Мазуров В. М., Спицын А. В. Адаптивно-оптимальные ПИ регуляторы // Школа по моделированию, автоматизированных технологических процессов. -Новомосковск: РХТУ, 1997. - С. 28.

109. Беллман Р., Дрейфус С. Прикладные задачи динамического программирования. М.: Наука, 1965.-458 с.

110. Ройтенберг Я. Ii. Автоматическое управление. М.: Наука, 1978. 551 с.

111. Фельдбаум А. А., Бутковский А. Г. Методы теории автоматического управления. М.: Наука, 1971.-743 с.

112. Петров Ю. П. Синтез оптимальных систем управления при неполностью известных возмущающих силах: Учеб. пособие. Л.: Изд-во Ленингр. ун-та, 1987. -292 с.

113. Обновленский П. А., Мусяков Л. А., Чельцов А. В. Системы защиты потенциально опасных процессов химической технологии. Л.: Химия, 1978. 292 с.

114. Барбашин Е. А. Функции Ляпунова. М.: Наука, 1970. 118 с.

115. Сахненко В. И., Кашмет В. В. и др. Особенности реактора полунепрерывного действия как объекта управления в процессах органического синтеза. Химическая промышленность. 1995. № 4. С. 17-18.

116. Гутерман Э. Я., Смолянский А. Б. Автоматизация помола сырья и цементной шихты в мельницах замкнутого цикла // Автоматизация технологических процессов в промышленности строительных материалов: Сб. Алма-Ата: Казахстан, 1982. С. 33-34.

117. Бобцов А. А., Лямин А. В., Сергеев К. А. Синтез закона адаптивного управления для стабилизации не точно заданных нестационарных объектов. Изв. вузов. Приборостроение. 2001. № 3. С. 25-26.

118. Королева О. И., Никифоров В. О. Нелинейное робастное управление линейным объектом. Автоматика и телемеханика. 2000. № 4. С. 17-18.

119. Никифоров В. О. Робастная следящая система. Изв. вузов. Приборостроение. 1998. Т. 41. №7.-С. 32-36.

120. Габасов Р. Ф., Кириллова Ф. М. Оптимизация линейных систем. Минск: БГУ, 1973. 248 с.

121. Фокин A. JI. Использование метода разделения движений для синтеза нелинейных робастных систем регулирования. СПб., 2001. Деп. в ВИНИТИ 14.11.01, №2362 —В2001.

122. Гутерман Э. Я. Управление процессами измельчения и сушки материала в мельницах с проходными сепараторами. Цемент. 1979. № 5. С. 8-10.

123. Жарков А., Потапов М., Звольский JL, Вострокнутов Е. Современная автоматизированная система управления взрывоопасным технологическим процессом. Современные технологии автоматизации. 2001. N1.-C. 12-14.

124. Мишутин В.В., Рубанов В.Г. Устройство управления тепловым объектом с использованием закона управления дробного типа. Известия ВУЗов. Приборостроение. 2003. №11. С. 30-34.

125. Квакернаак X., Сиван Р. Линейные оптимальные системы управления. М.: Мир, 1977.650 с.