автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.06, диссертация на тему:Создание адаптивной системы управления на стадии ректификации в производстве этилового спирта

На правах рукописи

БРУСОВ АРТЕМИЙ ВАЛЕРЬЕВИЧ

СОЗДАНИЕ АДАПТИВНОЙ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ НА СТАДИИ РЕКТИФИКАЦИИ В ПРОИЗВОДСТВЕ ЭТИЛОВОГО СПИРТА

Специальность 05.13.06 — «Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами»

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Дзержинск, 2003 г.

Работа выполнена в Нижегородском Государственном Техническом Университете (НГТУ)

Научный руководитель: заслуженный деятель науки РФ,

доктор технических наук, профессор

Сажин Сергей Григорьевич

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Анатолий Михайлович Цирлин,

кандидат технических наук, доцент

Михайлов Александр Витальевич

Ведущая организация: Научно-исследовательский центр «ИНСА»

Защита диссертации состоится «02» октября 2003 г. в 10 часов на заседании диссертационного совета Д 212.148.02 Московского Государственного Университета Пищевых Производств по адресу: 125080, г. Москва, Волоколамское шоссе 11, ауд. 302

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке МГУ 1111.

Отзывы в двух экземплярах, заверенные печатью, просьба направлять по указанному адресу.

Автореферат разослан « »

Ученый секретарь диссертационного совета

2003 г.

к.т.н., доцент Воронина И.О.

2.&&3 -Д

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность проблемы. Одной из важнейших задач предприятий, функционирующих в жестких условиях рыночной экономики, является интенсификация производства, повышение качества продукции и снижение энергетических затрат на основе применения достижений научно - технического прогресса.

Одним из путей решения поставленных задач является обеспечение широкого применения микропроцессорных контроллеров и ПЭВМ для создания АСУТП или отдельных систем автоматического управления сложными объектами управления.

Одним из крупнотоннажных производств в микробиологической и пищевой промышленности является производство пищевого ректификованного этилового спирта. В России в настоящее время получение этого продукта осуществляется более чем на 200 заводах.

Пищевой этиловый спирт получают путем брагоректификации спиртовой бражки, вырабатываемой из крахмалосодержащего сырья. Производство спирта осуществляют на брагоректификационной установке (БРУ) в состав которой, как правило, входят колонны: бражная, эторационная, ректификационная, а также дополнительно могут устанавливаться колонны: сивушная, окончательной очистки и разгонки головной фракции.

Основные единицы оборудования БРУ (колонны) как объекты управления обладают такими особенностями, как существенное транспортное запаздывание, переменные нагрузки, нестационарность параметров и высокий уровень неконтролируемых возмущений.

В действующем производстве этилового спирта для БРУ предусмотрено регулирование расхода бражки, давления в нижней части колонн подачей пара, давления в верхней части колонн изменением расхода охлаждающей воды, отбора спирта из

ректификационной колонны (РК), контроль в

БИБЛИОТЕКА 1

С.Петербург ггкр |

ОЭ Ш^шжрУё |

РК. Кроме того, измеряются температуры на контрольной тарелке, верха и низа РК, а также температуры паров на тарелках в зоне отбора сивушных масел и воды, отходящей из дефлегматоров колонн. Схема гидроселекции головных примесей представлена нижним и верхним сборниками лютерной воды, в которых регулируется заданный уровень. Из верхнего сборника вода самотеком в заданном объеме поступает в колонну эпюрации, при этом избыточная вода сбрасывается в канализацию. При этом автоматически измеряемым параметром, косвенно характеризующим качество продукта в процессе ректификации, является температура на контрольной тарелке РК. Данная система управления БРУ и РК широко распространена на многих заводах Российской Федерации. Основными недостатками существующей САУ БРУ, на наш взгляд, являются: отсутствие САУ температурой на контрольной тарелке РК по причине сложности реализации контура на типовых промышленных средствах автоматики, что приводит к увеличению потока флешы в РК, значительному снижению производительности колонны и качества целевого продукта, увеличению расхода греющего пара и потерь спирта с лютерной водой;

отсутствие компенсации контролируемых возмущений по давлению греющего пара, являющихся следствием взаимовлияния колонн по пару, поступающему через общий коллектор;

регулирование давления верха и низа колонн с помощью двух независимых контуров приводит к снижению устойчивости технологического процесса и возникновению колебательных режимов;

отсутствие контуров контроля и управления температурой флегмы в колоннах эпюрации и ректификации приводит к значительным колебаниям последней и, как следствие, снижению коэффициента ректификации тарелок колонн с потерей производительности БРУ.

Все это определяет актуальность постановки задачи по созданию самонастраивающейся системы управления процессом ректификации, учитывающей особенности оборудования как объекта управления.

Одним из путей повышения качества регулирования в этих условиях является применение элементов прогноза выходной координаты объекта управления. Среди множества методов управления процессами с транспортным запаздыванием весьма широкое применение получили методы оптимального управления.

Необходимо отметить, что важным аппаратом для исследования устойчивости систем с запаздыванием является второй метод Ляпунова и методы Красовского, предложившего рассматривать вместо функций Ляпунова функционалы, обладающие лучшими свойствами. Наличие такого мощного аппарата имеет немаловажное значение для решения задачи настоящего исследования.

Цель работы. Цель настоящей работы заключается в исследовании канала управления «отбор спирта - температура на контрольной тарелке» и создании на базе полученных данных адаптивной системы автоматического управления на стадии ректификации этилового спирта, позволяющей учесть особенности ТП как объекта управления и обеспечивающей эффективное функционирование в условиях действия неконтролируемых возмущений, существенного транспортного запаздывания и изменения динамических параметров объекта.

Для достижения поставленной цели в работе предстоит решить следующие научные задачи:

1. Дополнительно экспериментально изучить ТП ректификации этилового спирта как объекта управления с целью построения динамической модели по основному каналу управления колонной РК - «отбор спирта - температура на контрольной тарелке»;

-62. Построить динамическую модель основного канала управления в виде

передаточной функции для различных режимов нагрузки и орошения ректификационной

колонны;

3. Осуществить синтез структурной схемы адаптивной системы автоматического управления (АСАУ), обеспечивающей эффективное управление РК в условия действия неконтролируемых параметрических возмущений по коэффициенту передачи объекта управления;

4. Провести параметрический синтез и анализ АСАУ в условиях действия реальных возмущений и изменения нагрузки на объект управления в сравнении с типовыми промышленными САУ;

5. Разработать алгоритмы и программы, реализующие синтезированную АСАУ, для целей применения в рамках конкретной АСУТП БРУ в производстве этилового спирта на базе микропроцессорных контроллеров и рабочих станций.

6. Подготовить к внедрению АСАУ в действующее производство этилового спирта. Научная новизна. В диссертационной работе:

• выявлено, что в колонне ректификации основным каналом автоматического управления, косвенно управляющим качеством продукта, является: «вход: отбор спирта - выход: температура на контрольной тарелке». Установлено, что система имеет большое транспортное запаздывание, высокий уровень контролируемых и неконтролируемых возмущений по составу и количеству питающей смеси, характеристикам и количеству пара, охлаждающей воды, что привело к выводу о необходимости создания адаптивной системы автоматического управления;

• доказано, что для различных интервалов наблюдения объект управления имеет существенно отличающиеся коэффициенты передачи по основному каналу управления. Это дополнительно подтверждает необходимость применения адаптивных систем, содержащих компенсатор транспортного запаздывания, для управления основным каналом объекта, учитывая, что результаты цифрового

моделирования таловых САУ на стадии ректификации доказали, значительное влияние изменений коэффициента передачи объекта (в известных пределах) на качество управления ТП;

• синтезирована адаптивная система автоматического управления, учитывающая особенности процесса ректификации;

• результаты параметрического синтеза и анализа адаптивной САУ для технологического процесса ректификации этилового спирта установили преимущество АСАУ для управления данным процессом по сравнению с типовыми САУ в условиях действия неконтролируемых возмущений по коэффициенту передачи объекта и существенного транспортного запаздывания.

Практическая ценность. Результаты экспериментальных исследований ТП, система управления качеством этилового спирта в технологическом процессе ректификации применены в проекте создания АСУ 111 цеха брагоректификации для ОАО "Петровский спиртовой комбинат" (Ивановская область). В результате применения адаптивной системы управления повышается производительность процесса ректификации на (10-15)%, улучшается качество спирта, снижаются затраты греющего пара на (5-10)%, уменьшаются потери спирта с «лютерной» водой. Кроме того, результаты исследований могут быть применены на аналогичных производствах при создании АСУТП.

Объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, списка литературы и приложений. Работа содержит 166 страниц текста, 49 рисунков и 16 таблиц. Список литературы -147 наименований.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы и отдельные ее разделы докладывались и обсуждались: на Четвертой всероссийской научно-технической конференции "Информационные технологии в науке, проектировании и производстве" (2001 г.); Седьмой нижегородской сессии молодых ученых " Техническое направление" (2002 г.); Седьмой нижегородской сессии молодых ученых "

Естественнонаучное направление" (2002 г.), Региональном молодежном научно-техническом форуме " Будущее технической науки нижегородского региона" (2002 г.), 15 Международной научной конференции " Математические методы в технике и технологиях " (2002 г.), Восьмой нижегородской сессии молодых ученых " Техническое направление" (2003 г.).

Публикации. По результатам выполненных исследований опубликовано 17 научных докладов и статей. Пять из них в журналах «Приборы и Системы. Управление, Контроль, Диагностика.» и «Пищевая промышленность»

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ В первой главе представлено краткое описание технологического процесса брагоректификации этилового спирта, произведена классификация ректификационных установок, проведен анализ технологического процесса ректификации как объекта управления, выполнена оценка эффективности существующих систем управления. На основании исследования известных материалов по существующим системам автоматического управления в производстве этилового спирта сделаны следующие основные выводы:

• технологический процесс ректификации в производстве этилового спирта имеет сложное аппаратурное оформление и как объект управления является многофакторным и характеризуется большим количеством переменных, а также имеет высокий уровень контролируемых и неконтролируемых возмущений;

• существенное уменьшение многомерности и многосвязности БРУ может быть достигнуто применением метода декомпозиции. Применение метода декомпозиции позволяет каждую колонну (со своим дефлегматором и конденсатором) рассматривать как отдельный объект управления, что в значительной мере упрощает

экспериментальные исследования и идентификацию объектов, анализ и синтез системы управления;

• в предыдущих исследованиях доказано, что БРУ могут быть отнесены к классу квазистационарных объектов управления. Выявлено, что статические характеристики колонны ректификации в области основных рабочих режимов монотонны и нелинейны. Характер нелинейности в большинстве случаев допускает линеаризацию объекта в узком диапазоне изменения управляющих воздействий;

• анализ эффективности существующих систем и способов автоматического управления БРУ подтверждает, что в настоящее время в действующих производствах этилового спирта отсутствуют средства эффективного управления качеством целевого продукта и интенсификации ТО. Отсутствует учет особенностей РК как объекта управления.

На основании основных выводов сформулированы следующие задачи

исследования:

® дополнительно экспериментально изучить ТП ректификации этилового спирта как объекта управления с целью построения динамической модели по основному каналу управления колонной РК - «отбор спирта - температура на контрольной тарелке»;

• построить динамическую модель основного канала управления в виде передаточной функции для различных режимов нагрузки и орошения ректификационной колонны;

• осуществить синтез структурной схемы адаптивной системы автоматического управления (АСАУ), обеспечивающей эффективное управление РК в условия действия неконтролируемых параметрических возмущений по коэффициенту передачи объекта управления;

• провести анализ синтезированной АСАУ в условиях действия реальных возмущений и изменения нагрузки на объект управления в сравнении с типовыми промышленными САУ;

1ш

• разработать алгоритмы и программы, реализующие синтезированную АСАУ, для целей применения в рамках конкретной АСУТП БРУ в производстве этилового спирта на базе микропроцессорных контроллеров и рабочих станций.

Во второй главе рассмотрены особенности методики идентификации ОУ в рамках АСУТП по основному каналу управления РК: «отбор спирта - температура на

контрольной тарелке» в производстве этилового спирта на базе персонального компьютера (ПК), в которой использован один из вариантов компенсационного метода. Сущность этого метода состоит в том, что входное воздействие Щ) подается на идентифицируемый ОУ и его модель МО. Функциональная схема системы, реализующая компенсационный метод, приведена на рис. 1. Структура МО с настраиваемыми параметрами уш подобно структуре реального ОУ, на который действует неконтролируемое возмущение ^(1). Выходной сигнал объекта уф сравнивается с сигналом выхода модели ум(^, и, в соответствии с выбранным функционалом качества, зависящим от ошибки е 0)=у(0-ум(1:), осуществляется настройка параметров модели. В этом методе недостаточность информации об объекте компенсируется в результате настройки параметров модели объекта. Для оценки степени соответствия модели реальному объекту используется функционал вида:

Рис. 1. Функциональная схема

С>(1)=|е2а)ск ,

0)

где Т интервал квазистатики объекта.

Чем меньше величина 0(0, тем точнее с точки зрения этого критерия модель отражает реальный процесс. Решение задачи уточнения модели объекта при неудовлетворительных оценках неизбежно приводит к нахождению параметров у, модели

из условия минимума выбранного функционала с помощью поисковых методов, например, градиентных.

По результатам экспериментальных исследований построена математическая модель динамики основного канала управления колонны ректификации этилового спирта. Она описывается апериодическим звеном 2 порядка с транспортным запаздыванием: коэффициент передачи Кн = 2.3428 [°С/ куб.м/ч], первая постоянная времени Т]= 559 [с], вторая постоянная времени Тг= 188 [с] и время запаздывания т=540 [с]. Выявлены изменения коэффициента передачи ОУ для различных интервалов квазистатики в пределах порядка ±40% от номинального значения К„.

Обсуждаются результаты экспериментальных исследований ОУ.

В третьей главе выполнен анализ известных методов управления нестационарными объектами с запаздыванием. Исследованы возможности применения типовых САУ для управления качеством продукта на стадии ректификации в производстве этилового спирта. Методом имитационного моделирования при изменении в

а) б)

Рис. 2. Реакции САУ С.1 и С.2 на изменение задания; а) без параметрического возмущения, б) с параметрическим возмущением 40% от Кн

известных пределах коэффициента передачи объекта доказана низкая эффективность

типовых САУ с ПИД-регулятором (С.1) и компенсатором транспортного запаздывания

(С.2) для управления основным каналом колонны ректификации. Результаты,

подтверждающие это, представлены на рис. 2. Для систем С.1 и С.2 построены области

заданного качества в пространстве параметров регулятора при 10% увеличении значения критерия качества от оптимального (рис.3), которые дополнительно подтверждают

1000

С*10, %

500

о 2S+10%

• Copt

♦ 2S+10%-0,4K„

JA

. 8 °®TgT

'oooooooool

600

300

Ci-10, %

c,-io, •/.

О 000„ I4IIIII.

о 1S+10% О Copt > 1S+10%-0,4Kh

~JV

250

a)

500

500 6)

C,-10, %

1000

Рис.3 Вид областей заданного качества при параметрическом возмущении по коэффициенту передачи ОУ -40% от К„; а)для С.2, б) для С.1

необходимость подстройки коэффициента передачи канала управления САУ. Выполнен синтез цепей самонастройки АСАУ для основного канала управления качеством спирта методом функционала Ляпунова - Красовского.

При синтезе адаптивной системы автоматического управления динамика участка канала управления, включающего объект управления и усилитель с перестраиваемым коэффициентом усиления Kc(t), описываются уравнением:

y(B>(t) + |;aiy(i>(t) = Kc(t).K(t)-U(t-T) , (2)

i-0

где y(t) — выходная координата объекта; U(t-r) - управляющее воздействие; -постоянные коэффициенты; K(t) - переменный коэффициент передачи объекта.

В этом случае модель ОУ, используемая в упредителе Смита, описывается уравнением:

yS)(t) + i;aiy,M(t)-KM.U(t-T) ,

(3)

где умОО - выходная координата модели; аь Км - постоянные коэффициенты

модели.

Ошибка рассогласования между выходными координатами модели и объекта

обозначается через 6(4): 0-1

sín)(t) + ■ sw(t) = (Км - Кс • K(t)) • U(t - т) ,

(4)

После ввода обозначения параметрического рассогласования у=Км-Кс-К(1) осуществляется переход к матричной форме уравнения (4), в котором Х- вектор рассогласования между выходными координатами объекта и модели. Алгоритм адаптации определяется из условий устойчивости движения объекта относительно движения модели. Для решения поставленной задачи строится функционал в виде:

I

V = КХТХ + А..У2 + Х2ЮСРХ |и2(ст)с1а , (5)

!-т

где Р - постоянная положительно определенная симметрическая матрица размерности пхп; Хь Хг - положительные числа.

Устойчивость процесса перестройки Кс(0 будет обеспечена, если V 5 0, а также при выполнении ряда других условий. На основе этого синтезирован алгоритм настройки

Кс(0:

j" U2(cr)dcr) • U(t - -c)^PniXj.

(6)

t-т i-I

Полученный алгоритм (б) физически реализуем. На рис. 4 представлена

y»«(t)

Рис. 4. Структурная схема АСАУ, синтезированная методом функционала Ляпунова-Красовского (С.4); ОР - основной регулятор, Кс - усилитель с перестраиваемым коэффициентом усиления, >У0е'тр -объект управления с временем запаздывания т, е'рт -блоки задержки, Wм - модель объекта без запаздывания, УМ1, УМ2 и УМЗ - умножители

з, Х2 J"

интегратор на скользящем

интервале времени т, I - второй интегратор, 1/7.1 -усилитель с коэффициентом усиления, ФП -функциональный преобразователь, х^О) - вход ОУ, У»ых(0 - выход ОУ, Ум(0 - выход модели ОУ

структурная схема самонастраивающейся системы управления (С.4) с компенсатором транспортного запаздования, реализующая алгоритм (6).

В четвертой главе рассмотрены функции пакета программ имитационного моделирования (ППИМ), разработанного при создании АСАУ процессом ректификации этилового спирта. Программные модули пакета разработаны для ПЭВМ типа IBM PC на языках С++ и Фортран. Входная информация ППИМ организована в виде файлов числовой информации на магнитном диске, имеющих структуру, аналогичную СУБД PARADOX 4.0.

Оптимизация настроек параметрического регулятора АСАУ (С.4) осуществлялась на основе минимизации функционала (7), в котором величина весового коэффициента взята равной: Ь=0.5, что обеспечивает допустимые для данного процесса величины управляющего воздействия:

set) =4Jttx^W-y^Ctrf +b[U(t)]2}dt , (7)

А о

где S(t) - интегральный среднеквадратический критерий от ошибки стабилизации выходного параметра со штрафом на скорость, Т - интервал квазистационарности объекта, xw - задание системе управления, увых - выходная координата объекта, U(t) - скорость изменения управляющего воздействия, Ъ - весовой коэффициент. При решении задачи параметрического синтеза цепей самонастройки в условиях широкого диапазона изменения параметров объекта была применена процедура, состоящая в общем случае из следующей последовательности шагов:

1. Сформировать требования к самонастраивающейся САУ по величине критерия (8) Q=Qr, степеней устойчивости а=аг и колебательности (3=рг, характеризующих процесс самонастройки. 1 т

Q(t) = - J(Km - К(0) • Kc(9))2d0 , (8)

1 о

где Км, К, Кс - коэффициенты усиления соответственно модели, объекта и самонастройки.

2. Произвести построение центровой точки в пространстве оптимизируемых параметров х =(рьр2,---,рп) из условия минимума критерия (8) одним из методов оптимизации.

3. Вычислить множества (области) заданного качества по величинам а, р на секущих плоскостях пространства оптимизируемых параметров при действии возмущения =В, где Ве[-0,4* Кн; 0,4* Кн]:

М „Е = (х |(} * <5= В) = А, (9);

М аЕ = (х |сс <; а г, Г„ (0 = В ) = С, (10);

М >в = (х |Р £ Р '.£„<9 = В) = Е, (11)

где е определяет знак возмущения ¡Гпф.

4. Построить пересечения множеств А, С, Е методом слежения вдоль границы по взаимно- перпенд икулярным направлениям, полученных при ВД) =В:

АпСпЕ = Р=> е р|<3 £ Рг,а £ аг,Р ^ рг^ (12)

5. Вычисление элементов множества Б, для которых справедливо:

(хбр|р = тт;а2:а1Г;р^рг). (13)

6. Провесш анализ процессов в контурах самонастройки САУ.

Сделан выбор настроек параметрического регулятора, выполненный методами нелинейного программирования и построения областей заданного качества с учетом ограничений, накладываемых особенностями ТП. Для известной системы (С.З), синтезированной методом минимизации функционала, зависящего от параметрического рассогласования объекта и модели, выполнен параметрический синтез цепи самонастройки на основе методики, приведенной выше. Представлены и обсуждены результаты исследований параметрической чувствительности выхода (ФЧУ) и процессов самонастройки АСАУ (рис.5, рис.б). Представлены доказательства, подтверждающие

Рис.5. Функции ФЧУ по коэффициенту передачи ОУ для С.1, С.2, С.4

у 10,%; Кс-10,%

О 100 200

Рис.6. Вид функций параметрического рассогласования ОУ и его модели у=Км-К(0"Кс(1) при действии параметрического возмущения £,0)= -40% от К„ и коэффициента самонастройки КсО) АСАУ (С.4)

Рис.7. Графики переходных процессов для САУ С.1, С.2, С.4 при действии параметрического возмущения по коэффициенту передачи ОУ ^(^=40% от К,

высокую эффективность созданной АСАУ в сравнении с типовыми промышленными системами управления (рис.7). При исследованиях функций чувствительности и переходных процессов применен сигнал задания Хзад для систем управления в виде двух последовательных равновеликих ступенек одного знака, подаваемых в начале и середине интервала наблюдения. Подача сигнала параметрического возмущения по коэффициенту передачи объекта осуществлялась на 3 минуте интервала исследования. Применение сигналов подобного вида позволяет наглядно продемонстрировать эффективность действия контуров самонастройки АСАУ. Дело в том, что на интервале рассмотрения после завершения переходных процессов самонастройки и подаче очередной ступенькц по Хзад значения ФЧУ для АСАУ близки к нулю. В то время как типовые САУ С,1 и С.2 повторяют ФЧУ и переходные процессы первой половины интервала. Необходимо подчеркнуть, что, после завершения переходного процесса самонастройки в АСАУ при действии параметрического возмущения, реакция АСАУ на последующее изменение сигнала задания Хздн близка к оптимальной.

Таким образом, синтезированный контур самонастройки обеспечивает АСАУ эффект инвариантности к возмущениям по коэффициенту передачи объекта управления.

В пятой главе рассмотрены особенности алгоритма непосредственного цифрового управления, реализующего АСАУ, и его настройки на ТП, а также режимы работы системы управления, обеспечение безопасности ТП в АСУТП БРУ. Представлены и обсуждаются особенности интерфейса оператора при управлении в рамках рабочей станции АСУТП.

Результаты диссертационной работы положены в основу АСУТП БРУ в проекте Научно-производственной фирмы «ИНСИТЕП» для ОАО «Петровский спиртовой комбинат», которая имеет двухуровневую структуру. Нижний уровень АСУТП представлен 10 контроллерами «Ремиконт» Р-130 и двумя шлюзами, объединенными в сеть «Транзит». В рамках программного обеспечения контролеров реализованы: система противоаварийной автоматической защиты (ПАЗ), сбор и первичная переработка

информации с датчиков значений параметров, выдача сигналов на управляющие механизмы, контуры стабилизации технологических параметров. Для управления каждой колонной ТП и системы ПАЗ предполагается применить отдельный контроллер, что повысит живучесть и надежность АСУТП. Общее количество подключаемых к контроллерам сигналов составляет 127 аналоговых и 37 дискретных входов-выходов.

Функции верхнего уровня реализованы в рамках двух рабочих станций на базе ПЭВМ, одна из которых находится в «горячем» резерве. Эти функции включают в себя: внешнюю часть каскадных регуляторов отбора спирта, представляющую собой АСАУ для колонн ректификации, интерфейс с оператором, систему регистрации, воспроизведения ретроспективной информации и диагностических сообщений о событиях.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ:

1. В результате анализа и исследования технологического процесса ректификации в производстве этилового спирта как объекта управления выявлено, что в колонне ректификации основным каналом автоматического управления качеством продукта является: «вход: отбор спирта - выход: температура на контрольной тарелке». Колонна ректификации как объект управления по данному каналу имеет большое транспортное запаздывание, высокий уровень контролируемых и неконтролируемых возмущений по составу и количеству питающей смеси, характеристикам и количеству пара, охлаждающей воды, что может существенно изменять параметры динамической модели по выбранному каналу управления.

2. В результате экспериментальных исследований динамики основного канала управления колонной ректификации построена математическая модель в виде передаточной функции, отражающая, в отличие от ранее известных моделей аналогичного типа, наличие нестационарности объекта управления и позволяющая на ее основе создание адаптивных систем автоматического управления в производстве этилового

спирта. Доказано, что для различных интервалов наблюдения объект управления имеет существенно отличающиеся коэффициенты передачи по основному каналу управления колонной ректификации этилового спирта.

3. Результаты цифрового моделирования типовых САУ качеством спирта на стадии ректификации доказали, что изменение коэффициента передачи объекта в известных пределах приводит к резкому ухудшению качества управления и нарушениям хода ТП, а также обосновали необходимость применения адаптивных систем, содержащих компенсатор транспортного запаздывания, для управления основным каналом объекта.

4. Сравнительный анализ известных методов управления нестационарными объектами с запаздыванием позволил выбрать в качестве перспективных для решения задачи управления данным объектом метод минимизации функционала качества, зависящего от параметрического рассогласования модели и объекта, а также метод функционала Ляпунова - Красовского для нестационарных объектов с транспортным запаздыванием. Синтез контуров самонастройки, проведенный указанными методами, с применением процедур нелинейного программирования и построения областей заданного качества, позволил создать системы автоматического управления, обладающие свойством инвариантности к неконтролируемым возмущениям по коэффициенту передачи объекта управления.

5. Предложена и применена методика параметрического синтеза АСАУ, ориентированная на учет таких особенностей объекта управления, как нестационарность и действие неконтролируемых возмущений, позволившая осуществить синтез системы управления, эффективно функционирующей в условиях исследуемого технологического процесса.

6. Разработанный и примененный в практической работе пакет программ имитационного моделирования, позволяющий решать задачи параметрического синтеза и анализа систем управления, обеспечил решение поставленной задачи исследований.

-207. Сравнительный анализ эффективности адаптивных систем управления и

типовых промышленных САУ обосновал необходимость применения для управления

качеством этилового спирта в технологическом процессе на стадии ректификации

адаптивных систем управления с эталонной моделью, которые обеспечивают более

высокое качество управления при отклонениях коэффициента передачи объекта.

8. Результаты диссертационной работы применены в проекте создания АСУТП

БРУ на ОАО «Петровский спиртовой комбинат». Адаптивная система автоматического

управления качеством продукта разработана на базе современных и высоконадежных

технических средств, объединенных в информационную сеть и обеспечивающих

выполнение норм и правил безопасности Госгортехнадзора. Средства контроля и

настройки системы управления реализованы в рамках программного обеспечения рабочих

станций АСУТП производства этилового спирта и позволяют в удобном виде получать

информацию о та и управлять им. В конце 2003 года предпологается внедрение

разработанной АСАУ в рамках АСУТП БРУ на предприятии ОАО «Арзамасспирт» (п.

Ломовка, Нижегородской области).

Основное содержание диссертации отражено в следующих публикациях:

1. Сажин С.Г., Брусов А.В. Выбор метода идентификации основного канала управления в технологическом процессе ректификации этилового спирта //Тез. докл. Четвертой всероссийской научно-технической конфер. "Информационные технологии в науке, проектировании и производстве". - Н. Новгород, 2002. -с.20.

2. Брусов А.В., Сажин С.Г. Алгоритм непосредственного цифрового управления (НЦУ) качеством этилового спирта при ректификации //Тез. докл. Четвертой всероссийской научно-технической конфер. "Информационные технологии в науке, проектировании и производстве". - Н. Новгород, 2002. ~с.21.

3. Брусов А.В. Синтез адаптивной САУ с индикатором возмущающих воздействий для управления процессом ректификации этилового спирта //Тез. докл. Четвертой всероссийской научно-технической конфер. "Информационные технологии в науке, проектировании и производстве". - Н. Новгород, 2002. -с.22-23.

4. Сажин С.Г-у Брусов A.B. Особенности проведения экспериментальных исследований канала управления ректификационной колонны в производстве этилового спирта //Тез. докл. Четвертой всероссийской научно-технической конфер. " Информационные технологии в науке, проектировании и производстве ". - Н. Новгород, 2002. -с.24.

5. Сажин С.Г., Брусов A.B. Параметрический синтез контура самонастройки САУ температурой на «контрольной» тарелке при ректификации этилового спирта //Тез. докл. Четвертой всероссийской научно-технической конфер. "Информационные технологии в науке, проектировании и производстве - Н. Новгород, 2002. -с.25-26.

6. Брусов A.B., Сажин С.Г. Результаты синтеза и анализа САУ для процесса ректификации //Тез. докл. Седьмой нижегородской сессии молодых ученых "Техническое направление", 6-10 фев. 2002г.-Н. Новгород, 2002.-с.24.

7. Брусов A.B. Синтез адаптивной САУ для управления процессом ректификации в производстве этилового спирта // Тез. докл. Седьмой нижегородской сессии молодых ученых "Естественнонаучное направление", 21-26 апр. 2002 г. -Н. Новгород, 2002.

8. Брусов A.B., Сажин С.Г. Применение индикатора возмущающих воздействий для синтеза адаптивной САУ процессом ректификации этилового спирта //Тез. докл. Регионального молодежного научно-технического форума " Будущее технической науки нижегородского региона", 14 мая 2002 г. -Н.Новгород, 2002. -с. 114-115.

9. Брусов A.B., Сажин С.Г. АСУТП процесса ректификации в производстве этилового спирта //Тез. докл. 15 Международной научной конференции " Математические методы в технике и технологиях ", 4-6 июня 2002 г. -Тамбов. 2002. т.9. -с.227-229.

10. Брусов A.B., Сажин С.Г., Синтез адаптивной САУ методом Ляпунова - Красовсхого для управления процессом ректификации //Тез. докл. 15 Международной научной конференции " Математические методы в технике и технологиях 4-6 июня 2002 г. -Тамбов. 2002. т.9. -с.229-231.

11. Брусов A.B., Сажин С.Г. К вопросу о современном уровне систем управления технологическим процессом ректификации в производстве этилового спирта и пути их развития //Приборы и Системы. Управление, Контроль, Диагностика. -2003. -№5.

12. Брусов A.B., Сажин С.Г., Брусов В.Г. Особенности экспериментальных исследований колонны ректификации в производстве этилового спирта и построение динамической модели основного канала управления //Приборы и Системы. Управление, Контроль, Диагностика. -2003. -№6.

13. Брусов A.B., Сажин С.Г., Брусов В.Г. Особенности синтеза адаптивной САУ качеством продукта при ректификации в производстве этилового спирта //Пищевая промышленность. -2003. -№2.

-2214. Брусов A.B., Сажин С.Г., Брусов В.Г. Особенности реализации адаптивной САУ качеством этилового спирта в рамках АСУТП //Пищевая промышленность. —2003. -№3. (находится в печати)

15. Брусов A.B., Сажин С.Г., БрусовВ.Г. Синтез и анализ адаптивной САУ для управления качеством продукта в процессе ректификации //Пищевая промышленность. -2003.-№_(находится в печати)

16. Брусов A.B. Синтез адаптивной САУ методом Ляпунова - Красовского для управления процессом ректификации //Тез. докл. Восьмой нижегородской сессии молодых ученых " Технические науки", 10-14 фев. 2003г. -Н. Новгород, 2003.

17. Брусов A.B., Сажин С.Г. Анализ особенностей основного канала управления колонны ректификации в производстве этилового спирта /ЛГез. докл. II Региональной молодежной научно-технической конференции " Будущее технической науки нижегородского региона", 16 мая 2002 г. -Н.Новгород, 2003. -с.9-10.

Подписано в печать 01.07.03. Формат 60х84'/1б. Бумага офсетная. Печать офсетная. Уч.-изд. л. 1,0. Тираж 80 экз. Заказ 523.

Нижегородский государственный технический университет. Типография НГТУ. 603600, Нижний Новгород, ул. Минина, 24.

Q-ooS-f.1

Актуальность проблемы. Одной из важнейших задач предприятий, функционирующих в жестких условиях рыночной экономики, является интенсификация производства, повышение качества продукции и снижение энергетических затрат на основе всемерного применения достижений научно - технического прогресса.

Основным путем решения поставленных задач является обеспечение широкого применения микропроцессорных контроллеров и ПЭВМ для создания АСУТП или отдельных систем автоматического управления сложными объектами управления.

Производство пищевого ректификованного этилового спирта является одним из крупнотоннажных производств в микробиологической и пищевой промышленности. В России в настоящее время получение этого продукта осуществляется более чем на 200 заводах.

Пищевой этиловый спирт получают путем брагоректификации спиртовой бражки, вырабатываемой из крахмалосодержащего сырья. Производство спирта осуществляют на брагоректификационной установке (БРУ) в состав которой, как правило, входят колонны: бражная, эпюрационная, ректификационная, а также дополнительно могут устанавливаться колонны: сивушная, окончательной очистки и разгонки головной фракции.

Основные единицы оборудования БРУ (колонны) как объекты управления обладают такими особенностями, как существенное транспортное запаздывание, переменные нагрузки, нестационарность параметров и высокий уровень неконтролируемых возмущений.

В действующем производстве этилового спирта для БРУ [1] предусмотрено регулирование расхода бражки, давления в нижней части колонн подачей пара, давления в верхней части колонн изменением расхода охлаждающей воды, отбора спирта из РК, контроль температуры и величины расхода эпюрата в РК. Кроме того, измеряются температуры на контрольной тарелке, верха и низа РК, а также температуры паров на тарелках в зоне отбора сивушных масел и воды, отходящей из дефлегматоров колонн. Схема гидроселекции головных примесей представлена нижним и верхним сборниками лютерной воды, в которых регулируется заданный уровень. Из верхнего сборника вода самотеком в заданном объеме поступает в колонну эпюрации, при этом избыточная вода сбрасывается в канализацию. Данная система управления БРУ и РК широко распространена на многих заводах Российской Федерации. Основными недостатками существующей САУ БРУ, на наш взгляд, являются: отсутствие САУ температурой на контрольной тарелке РК по причине сложности реализации контура на типовых промышленных средствах автоматики, что приводит к увеличению потока флегмы в РК, значительному снижению производительности колонны и качества целевого продукта, увеличению расхода греющего пара и потерь спирта с лютерной водой; отсутствие компенсации контролируемых возмущений по давлению греющего пара, являющихся следствием взаимовлияния колонн по пару, поступающему через общий коллектор; регулирование давления верха и низа колонн с помощью двух независимых контуров приводит к снижению устойчивости технологического процесса и возникновению колебательных режимов; отсутствие контуров контроля и управления температурой флегмы в колоннах эпюрации и ректификации приводит к значительным колебаниям последней и, как следствие, снижению коэффициента ректификации тарелок колонн с потерей производительности БРУ, например, на (15-25)% от номинальной при производстве спирта марки «Люкс».

Все это определяет актуальность постановки задачи по созданию самонастраивающейся системы управления процессом ректификации, учитывающей особенности оборудования как объекта управления.

Один из путей повышения качества регулирования в этих условиях является применение элементов прогноза выходной координаты объекта управления. Среди множества методов управления процессами с транспортным запаздыванием также весьма широкое применение получили метод Смита и методы оптимального управления.

Необходимо отметить, что важным аппаратом для исследования устойчивости систем с запаздыванием является второй метод Ляпунова и методы Красовского, предложившего рассматривать вместо функций Ляпунова функционалы, обладающие лучшими свойствами. Наличие такого мощного аппарата имеет немаловажное значение для решения задачи настоящего исследования.

Цель работы. Цель настоящей работы заключается в исследовании массообменных процессов в колонне ректификации производства этилового спирта и создании на базе ф полученных данных адаптивной системы автоматического управления качеством продукта, позволяющей учесть особенности ТП как объекта управления и обеспечивающей эффективное функционирование в условиях действия неконтролируемых возмущений, существенного транспортного запаздывания и изменения динамических параметров объекта.

Для достижение поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

1. Дополнительно экспериментально изучить ТП ректификации этилового спирта как объекта управления с целью построения динамической модели по основному каналу управления колонной РК - «отбор спирта - температура на контрольной тарелке»;

2. Построить динамическую модель основного канала управления в виде т передаточной функции для различных режимов нагрузки и орошения ректификационной

3. Осуществить синтез структурной схемы адаптивной системы автоматического управления (АСАУ), обеспечивающей эффективное управление РК в условия действия неконтролируемых параметрических возмущений по коэффициенту передачи объекта управления;

4. Провести анализ синтезированной АСАУ в условиях действия реальных возмущений и изменения нагрузки на объект управления в сравнении с типовыми промышленными САУ;

5. Разработать алгоритмы и программы, реализующие синтезированную АСАУ, для целей применения в рамках конкретной АСУТП БРУ в производстве этилового спирта на базе микропроцессорных контроллеров и рабочих станций.

6. Подготовить к внедрению АСАУ в действующее производство этилового спирта.

Научная новизна.

• Выполнен анализ особенностей технологического процесса ректификации в производстве этилового спирта как объекта управления. Доказано, что в колонне ректификации основным каналом автоматического управления качеством продукта является: «вход: отбор спирта - выход: температура на контрольной тарелке»; колонна ректификации как объект управления по данному каналу имеет большое транспортное запаздывание, высокий уровень контролируемых и неконтролируемых возмущений по составу и количеству питающей смеси, характеристикам и количеству пара, охлаждающей воды, что существенно влияет на параметры динамической модели по выбранному каналу управления;

• установлено, что для различных интервалов наблюдения объект управления имеет существенно отличающиеся коэффициенты передачи по основному каналу управления, что помогло при синтезе адаптивной САУ;

• Доказано, что адаптивная система автоматического управления, синтезированная с целью учета особенностей процесса ректификации, обладает свойством инвариантности к неконтролируемым возмущениям по коэффициенту передачи объекта управления;

• Получены результаты параметрического синтеза и анализа адаптивных САУ для технологического процесса ректификации этилового спирта, с учетом действия неконтролируемых возмущений по коэффициенту передачи объекта и существенного транспортного запаздывания.

Практическая ценность. Результаты экспериментальных исследований ТП, системы управления качеством этилового спирта в технологическом процессе ректификации применены в проекте создания АСУТП цеха брагоректификации для ОАО "Петровский спиртовой комбинат" (Ивановская область). В результате применения адаптивной системы управления может быть повышена производительность процесса ректификации на (10-15)%, улучшено качество спирта, снижены затраты греющего пара на (5-10)%, уменьшены потери спирта с «лютерной» водой. Кроме того, результаты исследований могут быть применены на аналогичных производствах при создании АСУТП.

Объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, основных выводов,

Выводы по главе:

1. Результаты исследований технологического процесса ректификации этилового спирта применены в проекте создания АСУТП БРУ на ОАО «Петровский спиртовой комбинат» при выполнении хозяйственных договоров Научно-производственной фирмы «ИНСИТЕП».

2. Основной целью создания АСУТП БРУ является повышение производительности стадии ректификации на (10-25)% и снижение энергопотребления на (5-10)% при сохранении заданного качества этилового спирта, а также оснащение ТП современными средствами контроля состояния и оперативного управления.

3. Системы управления параметрами технологического процесса разработаны на базе современных и высоконадежных технических средств, объединеных в информационную сеть и обеспечивающих выполнение норм и правил безопасности Госгортехнадзора.

4. Программное обеспечение рабочих станций для управления процессом ректификации этилового спирта представлено в виде пакета универсальных программных средств и панелей связи оператора с ПЭВМ, позволяющих своевременно и в удобной для восприятия форме получать информацию о ТП и управлять им.

5. Результаты исследований широко представлялись на научно-технических конференциях и перидических печатных изданиях.

1. Промышленный регламент на производство спирта ректификованного из крахмалосодержащего сырья /брагоректификация/ для ОАО «Петровский спиртовой комбинат». -М.: ВНИИПБТ, 1996. -101с.

2. Манде льштейн M.J1. Автоматические системы управления технологическим процессом брагоректификации. -М.: Пищевая промышленность, 1975. -239с.

3. Морозовский В.Т. Многосвязные системы автоматического регулирования. М.: «Энергия».- 1970. -288с.

4. Касаткин А.Г., Плановский А.Н., Чехов О.С. Расчет тарельчатых ректификационных и адсорбционных аппаратов. М.: Стандартгиз.-1961.-80с.

5. Стабников В.Н. Перегонка и ректификация этилового спирта. Изд.2 М.: «Пищевая промышленность».- 1969. -456с.

6. Цыганков П.С. Брагоректификационные установки. М.: «Пищевая промышленность», 1970. -352с.

7. Кафаров В.В., Мешалкин В.П., Перов B.JI. Алгоритм анализа многоконтурной химико-технологической системы// «Автоматика и телемеханика».- 1971.- №11.- с. 129-140.

8. Технологическая инструкция по производству спирта, пищевого крахмала, хлебопекарных и кормовых дрожжей и углекислоты на спиртовых заводах. М.: ЦНИИТЭИпищепром, 1972. -144с.

9. Веттер X. Изменение концентрации в ректификационной колонне при изменении состава питания. -В кн.: Динамические характеристики промышленных объектов регулирования. М.: I960.- с.96-129.

10. Анисимов И.В. Автоматическое регулирование процесса ректификации. Изд.2-е. М.: Гостоптехиздат.- 1961.-178с.- 1S4

11. В.И.Иваненко, Д.В.Караченец, А.А.Снегур, О.А.Хохель. Некоторые применения идей дуального управления. -В кн.: Методы оптимизации автоматических систем/Под. ред. Я.З. Цыпкина.- М.: 1972.- с.177-208.

12. Ицкович Э.Л. Статистические методы при автоматизации производства.- М.: «Энергия».- 1964.-192с.

13. А.с.232190 СССР, C12f. Способ автоматического управления ректификационной колонной/М.Л.Манделыптейн (СССР).// Открытия. Изобретения. -1967. № 1.- с.12.

14. Бальцер С.К., АбайдуллинР.Н., Красных В.Л. Опыт автоматизации производства спирта // СТА.-1996.-№ 1.-С.58-60.

15. Барабаш И., Лукинский С. Из опыта автоматизации спиртового производства // СТА.-1998.-№ 3.-С.28-30.

16. Эйкхофф П. Основы идентификации систем управления. Оценивание параметров и состояния. -М.: Мир, 1975. -688 с.

17. Адаптивные системы идентификации /Кику А. Г. и др. -Киев: Технпса, 1975. -288с.

18. Куропаткин П. В. Оптимальные и адаптивные системы: Учебное пособие для вузов. -М.: Высшая школа, 1980. -287с.

19. Шин В. И. Субоптимальный алгоритм оценивания состояния и параметров многомерных непрерывных нелинейных систем //Автоматика и телемеханика. -1984. -№1. -с.101-106.

20. Один подход к построению систем по данным эксперимента / А. Н. Сильвестров, Н. И. Черный, Ю. В. Яценко // Адаптивные САУ. -Киев: Техника, -1977. №5. -с. 61-65.

21. Прокопов Б. И. О построении адаптивных наблюдений // Автоматика и телемеханика. -1981. -№5. -с. 95-100.j£ —

22. Рубан А. И. Классификация работ по идентификации // Системы управления. Томск: Изд-во Томского университета, 1978. -№3. с.61-73.

23. Сильвестров А. Н. К вопросу классификации методов идентификации по степени адаптации // Автоматика. -1981. -№5. -с.7-13.

24. Перельман И. И. Методология выбора структуры модели при идентификации объектов управления // Автоматика и телемеханика. —1983. -№11. -с. 5-29.

25. Степашко В. С., Кочерга Ю. JI. Методы и критерии решения задач структурной идентификации // Автоматика. -1985. -№5. -с. 29-37.

26. Сильвестров А. Н., Чинаев П. И. Идентификация и оптимизация автоматических систем. -М.: Энергоиздат, 1987. -200 с.

27. Цыпкин Я. 3. Адаптация и обучение в автоматических системах. М.: Наука, 1968. -400 с.

28. Кальницкий Л. А., Добротин Д. А., Жевержнев В. Ф. Специальный курс высшей математики для ВТУЗов. -М.: Высшая школа, 1976. -390 с.

29. Калиткин Н. Н. Численные методы. -М.: Наука, 1978. -512 с.

30. Ляпунов А. М. Собрание сочинений. Общая задача об устойчивости движения. —М.: Изд. АН СССР, 1956. -т.2. -734 с.

31. Воронов А. А. Устойчивость, управляемость, наблюдаемость. -М.: Наука, 1979. -336 с.

32. Баранов Г. Л. Метод моделирования на ЦВМ систем автоматического регулирования // Проблемы технической электродинамики. -Киев, 1969. -Вып.20. -с. 42-50.

33. Полак Э. Численные методы оптимизации. Единый подход. -М.: Мир, 1974. -376 с.

34. Химмельблау Д. Прикладное нелинейное программирование. -М.: Мир, 1975. -534 с.

35. Александровский Н. М., Егоров С. В., Кузин Р. Е. Адаптивные системы автоматического управления сложными технологическими процессами / Под ред. Н. М. Александровского. -М.: Энергия, 1973. -272 с.1S6

36. Корн Г. Корн. Т. Справочник по математике для научных работников и инженеров. -М.: Наука, 1974.-831 с.

37. Винарский М. С., Лурье М. В. Планирование эксперимента в технологических исследованиях. -Киев: Техника, 1975. -168 с.

38. Турецкий X. Анализ и синтез систем управления с запаздыванием. -М.: Машиностроение, 1974. -328 с.

39. Зубов В. И. К теории линейных стационарных систем управления с запаздывающим аргументом // Изд. ВУЗов. Математика. -1958. -№6. -с. 86-95.

40. Зубов В. И. Стохастическое поведение систем с конечным числом фазовых состояний при наличии последействия // Дифференц. уравнения. -1979. -т. 15, №2. -с. 387-391.

41. Митропольский Ю.А., Фильчаков П.Ф. О решении нелинейных дифференциальных уравнений с отклоняющимся аргументом при помощи рядов // Докл. АНСССР. -1973. -т.212, №5. -с.1059-1062.

42. Мышкис А.Д. Общая теория дифференциальных уравнений с запаздывающим аргументом. -М.: Наука, 1972. -352 с.

43. Норкин С.Б. Дифференциальные уравнения второго порядка с запаздывающим аргументом. -М.: Наука, 1965. -354 с.

44. Пинни Э. Обыкновенные дифференциально-разностные уравнения. -М.: Изд. иностр. лит., 1961.-248 с.

45. Эльсгольц Л.Э., Норкин С.Б. Введение в теорию дифференциальных уравнений с отклоняющимся аргументом. -М.: Наука, 1971. -296 с.

46. Красовский Н.Н. Некоторые задачи теории устойчивости движения. -М.: Физматгиз, 1959.-211 с.

47. Красовский Н.Н. Об устойчивости квазилинейных систем с последействием // Докл. АНСССР. -1958. -т. 119, №3. -с. 435-438.

48. Красовский Н.Н. О применении второго метода Ляпунова для уравнений с запаздываниями времени // Прикл. мат. и мех. -1956. -т.20, вып. 3. -с. 315-327.

49. Красовский H.H. Об асимптотической устойчивости систем с последействием // Прикл. Мат. и мех. -1956. -т.20, вып. 3. -с. 513-518.

50. Пятницкий Е.С. О структурной устойчивости одноконтурных систем регулирования при наличии запаздывания // Автом. и телемех. -1962. -t.XXVII, №7. -с. 852-862.

51. Разумихин Б. С. Об устойчивости систем с запаздьюанием // Прикл. мат. и мех. -1956. -т.20, вып. 4. —с. 500-512.

52. Разумихин Б. С. Метод исследования устойчивости систем с последействием// Доклад АНСССР. -1966. -т. 167, №6. -с. 1234-1236.

53. Разумихин Б. С. Применение метода Ляпунова к задачам устойчивости систем с запаздыванием // Автом. и телемех. -1960. -т.21, №4. -с. 740-748.

54. Юдаев Г. С. Об экспоненциальной устойчивости решений уравнений с запаздывающим аргументом // Известия вузов. Математика. -1970. №10. -с. 101-105.

55. Гинзберг Р. Е. Применение метода функций Ляпунова для исследования колебаний в линейных системах с запаздыванием // Дифференц. уравнения. -1970. -т.7, №10. -с. 1903-1905.

56. Лекус В. Д., Ровинский В. Э. Оценка устойчивости систем с запаздыванием / Под ред. В. А. Климова. -Л.: Энергоатомиздат. Ленинградское отделение, 1982. -112с.

57. Дидук Г. А. Машинные методы исследования автоматических систем. -Л.: Энергоатомиздат. Ленинградское отделение, 1983. -176с.

58. Анализ и оптимальный синтез на ЭВМ систем управления / Г. А. Дидук, А. С. Коновалов, И. А. Орурк, Л. А. Осипов; Под ред. А. А. Воронова и И. А. Орука, -М.: Наука. Главная редакция физико математической литературы, 1984. -344с.

59. Ротач В. Я. Расчет динамики промышленных автоматических систем регулирования. -М.: Энергия, 1964. -222с.

60. Электромеханика. -1979. -№2. -с. 181.

61. Смит Дж. М. Автоматическое регулирование. -М.: Физматгиз, 1962. -847с.

62. Smith О. J. М. Clober control of loops with dead time // Chemical Engineering Progress. -1957. Vol.53, №5. -p.217-219.

63. Smith O. J. M. A controller to overcome dead time // ISAJ. -1959. -vol. 6, №2. -p. 28-33.

64. Бакли П. С. Автоматическое регулирование процессов с чистым запаздыванием // Труды I конгресса ИФАК. Теория непрерывных систем. -М.: Издательство АНСССР, 1961. С. 95-112.j

65. А. с. 962839 СССР, MKHJ G 05 В 11/01 Устройство для компенсации запаздываний / Д. С. Бассейн (СССР) / Открытия. Изобретения. -1982. -№36. -с. 198.

66. Кабальнов Ю. С., Хомяков И. М., Ильясов Б. Г. Об одном способе управления объектами с чистым запаздыванием // Известия вузов. Электромеханика. -1978. -№8. -с.863-866.

67. Нетуших А. В., Плутес В. С., Власов Ю. А. К вопросу применения САР с компенсацией запаздывания в условиях изменения параметров объекта // Известия вузов. Электромеханика. -1976. -№8. -с. 882-891.

68. Смольников Л. П., Москвин В. М. Синтез регуляторов с упредителем Смита для объектов с запаздыванием // Известия Ленингр. ЭТИ. -1972. -№111.-е. 74-81.

69. Chang С. Hang, Tan С. Н., Chan W. P. A performace study of control system with dead time // IEEE Trans. Industr. Electronics and Contr. Instrum. -1980. -vol. IECI -27. №3. -p.234-241.

70. Hang С. C., Wong F. S. Modified Smith predictore for the control of processes with dead time // In Proc. ISA conf., Chicago. -1979. -p. 33-34.

71. Ioannides A. C., Rogers G. J., Latham V. Stability limits of Smith controller in simple systems containing a time delay // Int. J. Contr. -1979. -vol.29, №4. -p.557-563.

72. Meyer С. В. G., Wood R. К., Sebord D. E. Experimental evaluation of analytical and Smith predictors for distillation column control // Amer. Inst. Chem. J. -1979. Vol.25. №1. -p. 2432.

73. Polmor Z. Stability properties of Smith dead time compensator controller // Int. J. Contr. -1980. -vol. 32. №6. -p. 937-949.

74. Watanabe K., Ito M. A process model control for linear systems with delays // IEEE Trans. Automat. Contr. -1981. -vol. AC-26. №6. -p. 1261-1269.

75. Ротач В. Я., Стефейчук Б. Г. Влияние дрейфа параметров объекта на устойчивость и качество переходных процессов в системах с упредителем Смита // Энергетика. -1965. -№11.-с. 119-121.

76. Ротач В. Я., Стефейчук Б. Г. О применении линейного упредителя Смита при регулировании объекта с запаздыванием // Энергетика. -1966. №2. -с. 77-78.

77. Astrom К. J. Frequency domain properties of Otto Smith regulators // Jnt. J. Control. -1977. -vol.26, №2. -p. 304-314.

78. Bhaha A., Desoer C. A. Controlling plants with delay // Jnt. J. Control. -1985. -vol.41, №3. -p. 813-830.

79. Гуляев С. В., Лапченко Н. П. Управление нестационарными объектами с преобладающим запаздыванием // Моделирование и оптимизация сложных систем управления. -М.: Наука, 1981.-е. 16-21.

80. Янушевский Р. Т. Синтез замкнутых многосвязанных систем управления для одного класса объектов с запаздыванием // Автом. и телемех. -1974. -№9. -с. 19-28.

81. Салуквадзе М. Е. Кзадаче синтеза оптимального регулятора в линейных системах с запаздыванием, подверженных постоянно действующим возмущениям // Автом. и телемех. -1962. -№12. -с.1595-1601.

82. Колмановский В. Б. Оптимальное управление системами с запаздыванием выбором начальных условий // Прикл. мат. и мех. -1970. -т.34, №5. -с.827-835.

83. Майзенберг Т. Л. Об оптимальном управлении некоторыми линейными системами с последействием при наличии случайных возмущений // Дифференц. уравнения. -1974. -т. 10, №9. -с. 1616-1629.

84. Aggarwal Т. К. Computation of optimal control for time delay system // IEEE Trans. Automat. Contr. -1970. -vol. AC-15. -p. 683-685.

85. Fuller A. T. Optimal nonlinear control of system with pure delay // Int. J. Control. -1968. -vol. 8, №2.-p. 145-168.

86. Hammaratrom L. G., Gros K. S. Adaptation of optimal control theory to system with time delay // Int. J. Control. -1980. -vol. 32, №2. -p. 329-357.

87. Kleiman D. L. Optimal control of linear system with time delay and observation noise // IEEE Trans. Automat. Contr. -1969. -vol. AC-14. №5 -p. 524-527.

88. Eisenberg L. A controller design method for linear feedback control system with transport lag by paraueter plane and dominant root method // ISA Trans. -1967. №3 . -p. 225-223.

89. Soliman M. A., Ray W. H. On the optimal control of system having pure time delays and singular accs. // Int. J. Control. -1972. -vol.16, №5. -p. 114-119.

90. Красовский H. H. Об аналитическом конструировании оптимального регулятора в системе с запаздыванием времени // Прикл. матем. и мех. 1962. -т.26, вып. 1. -с. 3951.

91. Солодовников В. В., Филимонов А. Б. Конструирование регуляторов для объектов с запаздываниями // Изд. АН СССР. Техн. кибернетика. 1979. -№1. -с. 168-177.

92. Янушевский Р. Т. Управление объектами с запаздыванием. -М.: Наука, 1978. —416с.

93. Живоглядов В. П. Об оптимальном дуальном управлении объектами с чистым запаздыванием //Автоматика и телемех. -1964. -№1. -с.54-66.

94. Буков В. Н., Солодовников И. Б. Применение алгоритма с прогнозированием при управлении технологическими процессами с запаздыванием // Изв. АН СССР. Техн. кибернет. 1984. -№6. 149-154.464 —

95. Красовский А. А. Прогнозирование и оптимальное автоматическое управление // Изв. АН СССР. Техн. кибернет. -1986. -№4. -с.115-122.

96. Применение беспоисковых самонастраивающихся систем для управления химико -технологическими процессами / Петров. Б. Н. И др. // Измерения, контроль, автоматизация. -1974. -вып. 3(19). -с.46-54.

97. Методические аспекты построения адаптивных АСУТП с эталонной моделью /Ядыкин И. Б. И др. // Измерения, контроль, автооматизация. -1984. -Вып. 2(50). -с.58-64.

98. Петров Б. Н., Рутковский В. Ю., Крутова И. Н. Основные свойства и некоторые вопросы динамики самонастраивающихся систем с моделью // Теория самонастраивающихся систем управления: Тр. 2 Международного симпозиума ИФАК. -М.: Наука, 1968. -с. 158-162.

99. Козлов Ю. М., Юсупов Р. М. Беспоисковые самонастраивающиеся системы. -М.: Наука, 1969. -456 с.

100. Современная теория систем управления / Под ред. К. Т. Леондеса. -М.: Наука, 1970. -512 с.

101. Asseo S. J. Phase variable canonical transformation of multycontroller systems // IEEE Trans. -1968. Vol. AC-13, №1. -p. 129-131.

102. Чинаев П. И. Самонастраивающиеся системы. -Киев: Наукова думка, 1969. -528 с.

103. Солодовников В. В., Шрамко Л. С. Расчет и проектирование аналитических самонастраивающихся систем с эталонными моделями. -М.: Машиностроение, 1972. -270 с.

104. Юб.Принципы построения и проектирования самонастраивающихся систем управления / Петров Б. Н., Рутковский В. Ю., Крутова И. Н., Земляков С. Д. -М.: Машиностроение, 1972. -260с.

105. MarshaIl J. Е. Identification strategies for time delay systems // Methods and Appl. Of Adapt. Control: Proc. Int. Symp. (Bochum). -1980. -Berlin, -p.141-150.-4&Z

106. Ю8.Дегтярев О.В., Евстифеев В. В. О синтезе градиентных самонастраивающихся систем с эталонными моделями // Изв. Вузов. Приборостроение. —1980. -№1. -с. 17-22.

107. Shich Leang S., Wang Ching Т., Tsay Yih T. Multivariable state feedback self-tuning controllers // Stochast. Anal. And Appl. -1985. -vol.3, №2. -p. 189-192.

108. Ю.Косиков В. С., Курдюков А. П. Синтез беспоисковой самонастраивающейся системы снелинейным объектом // Автоматика и телемеханика. -1987. -№4. -с. 58-65.

109. Ш.Шеклос Б., Батчарт Р. Синтез самонастраивающихся систем управления с эталонной моделью вторым методом Ляпунова // Теория самонастраивающихся систем управления: Труды 2 Международного симпозиума ИФАК. -М.: Наука, 1969. -с. 144153.

110. Земляков С.Д. Некоторые вопросы анализа и синтеза самонастраивающихся систем управления с эталонной моделью прямым методом Ляпунова // Теория самонастраивающихся систем управления: Труды 2 Международного симпозиума ИФАК. -М.: Наука, 1969. -с.154-158.

111. З.Громыко В.Д., Санковский Е.А. Самонастраивающиеся системы с моделью. -М.:1. Энергия, 1974. -80 с.

112. Ляпунов A.M. Общая задача об устойчивости движения. -М. -Л.: Гостехиздат, 1950. -472 с.

113. Джафаров Э.М. Синтез прямым методом Ляпунова автоматических самонастраивающихся систем управления с эталонной моделью нестационарных объектов с запаздыванием // Автоматика -1982. -№1. -с.20-24.

114. Ерёмин Е.Л. Синтез адаптивного алгоритма функционирования управляющей подсистемы для объекта с запаздыванием // Оптимальные и адаптивные системы. -Фрунзе: Изд. ФПИ, 1979. -с. 30-35.

115. Цыкунов A.M. Управление объектами с последействием. -Фрунзе: Илим,1985. -107 с.

116. Као Тиен Гуинь. Синтез адаптивных систем управления для объектов с запаздыванием // Автоматика. -1984. -№1. -с. 41-48.-46 3 —

117. А.С. 1161917 СССР, МКИ4 G 05 В 13/02. Адаптивная система управления для объектов с запаздыванием / В.Г. Мавзолевский, Г.А. Шифрин (СССР) // Открытия. Изобретения. -1985. -№22. -с. 189.

118. А.С. 1164660 СССР, МКИ4 G 05 В 13/02. Автоматическая система управления для объектов с запаздыванием / Г.Т. Кулаков, A.M. Москаленко, А.Т. Кулаков, В.А.Коробский (СССР) // Открытия. Изобретения.-1985. -№24. -с.178.

119. А.С. 1168897 СССР, МКИ4 G 05 В 13/02. Система автоматического управления / JI.A. Майборода, В.В. Ефимов (СССР)//Открытия. Изобретения-1985. -№27. -с. 155.

120. А.С. 1171755 СССР, МКИ4 G 05 В 13/02. Самонастраивающаяся система управления / Л.А. Майборода, В.В. Ефимов (СССР) // Открытия. Изобретения.-1985. -№29. -с. 160.

121. А.с. 1173390 СССР, МКИ4 G 05 В 13/02. Самонастраивающаяся система управления для объектов с запаздыванием / В.Ф. Лубенцов, А.В. Бабаянц, Н.Р. Юсупбеков (СССР) //Открытия. Изобретения-1985. -№30. -с. 196.

122. А.с. 1174901 СССР, МКИ4 G 05 В 13/02. Адаптивная система регулирования многомерного объекта / С.В. Емельянов и др. (СССР) // Открытия. Изобретения-1985. -№31. -с. 194.

123. А.с. 1174902 СССР, МКИ4 G 05 В 13/02. Адаптивная система управления /А.А. Москаленко (СССР) // Открытия. Изобретения.-1985. -№31. -с. 195.

124. А.с. 1236422 СССР, МКИ4 G 05 В 15/00. Самонастраивающаяся система для регулирования объектов с запаздыванием / Ю.И. Дубров, А.Н. Вахнин, В.К. Тарханов, Г.Ф. Назаренко (СССР) // Открытия. Изобретения.-1986. -№21. -с. 192.

125. Иванов В.А. и др. Математические основы теории регулирования: Учебное пособие для вузов / Под редакцией Б.К. Чемоданова. -М.: Высшая школа, 1971. 808 с.

126. А.С. 1280568 СССР, МКИ4 G 05 В 17/00. Система управления для объектов с запаздыванием / В.Г. Брусов, Е.А. Сухарев, Ю.Д. Левичев, В.В. Сотников (СССР) // Открытия. Изобретения-1986. -№48. -с.227.

127. Кунцевич В.М., Лычак М.М. Синтез систем автоматического управления с помощью функций Ляпунова. -М.: Наука, 1977. -400 с.

128. Дьяконов В., Круглов В. Matlab. Анализ, идентификация и моделирование систем управления . Специальный справочник. -Санкт Петербург.: Издательский дом «Питер», 2002. -^45 с.

129. Брусов А.В., Сажин С.Г. АСУТП процесса ректификации в производстве этилового спирта // Тез. докл. 15 Международной научной конференции " Математические методы в технике и технологиях ", 4-6 июня 2002 г. —Тамбов. 2002. т.9. -с.227-229.

130. А. В. Брусов, С. Г. Сажин, В. Г. Брусов Особенности синтеза адаптивной САУ качеством продукта при ректификации в производстве этилового спирта // Пищевая промышленность. -2003. -№2. (находится в печати)-16 6 —

131. А.В. Брусов, С Г. Сажин, В.Г. Брусов Особенности реализации адаптивной САУ качеством этилового спирта в рамках АСУТП // Пищевая промышленность. -2003. -№3. (находится в печати)

132. А. В. Брусов, С. Г. Сажин, В. Г. Брусов Синтез и анализ адаптивной САУ для управления качеством продукта в процессе ректификации // Пищевая промышленность. -2003. (находится в печати)

133. Брусов А.В. Синтез адаптивной САУ методом Ляпунова Красовского дляуправления процессом ректификации // Тез. докл. Восьмой нижегородской сессии молодых ученых " Техническое науки", 10-14 фев. 2003 г. -Н. Новгород, 2003.-Y6 7