Диссертация (1152184), страница 17

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 17)

Причем в такой моделидолжны быть учтены не только размеры того или иного устройства, материалы, изкоторых они изготовлены, но и условия работы, например, условия теплообменавнутри теплообменника и теплообмен с окружающей средой по внешней границе99теплообменника. При строгом моделировании любое изменение, например,радиусов изгиба многочисленных трубопроводов приведет к изменению модели.Кроме того, при строгом моделировании должно быть учтено и изменениепараметров модели во время работы, аналогично тому, как учитывается изменениехарактеристик пьезокерамики из-за нагрева вследствие силы трения междустатором и ротором пьезоэлектрического двигателя [117,118].В рассматриваемой системе сложилась ситуация, аналогичная той, котораяимеет место быть при моделировании динамики автомобилей и колесных роботовс деформируемыми колесами [1,58].

Деформируемое колесо описывается большимчисломпараметров(существуютмодели,длякоторыхэточислосвыше 120). Разумное сокращение числа степеней свободы и учитываемыхпараметров не оказывает существенного влияния на целый ряд практическиважных характеристик движения [47].Следует отметить, что точные значения программных управлений,обеспечивающих поддержание заданных значений технологических параметров,направленных на повышение качества готовой продукции могут быть полученытолько для конкретного набора технологического оборудования.

Поэтомуцелесообразно использовать упрощенные модели, параметры которых для каждойтехнологической линии определяются эмпирически.Следуя этой методике, после изучения описания современных патентов вобласти копчения рыбы [75,76,77,78] и консультаций с главным технологомпредприятия(ОООтехнологических«РИФ»)параметровбыловыделеносостояния этого15наиболеепроцессазначимых ′ = (1 , 2 … 15 )(таблица 2), а также 10 параметров исполнительных приводов ′ = (1 , 2 … 10 )(таблица 3), обеспечивающих управление изменением параметров состояниятехнологического процесса:Таблица 2 – Параметры состоянияСушкаПараметрыTемператураВлажностьРасходОбозначениеy1y2y3100ХладагентОхлаждениеДавлениеTемператураВлажностьРасходКопчениеTемператураВлажностьПлотностьРасходВлажностьПосле подсушкирыбыПосле проваркиПосле копченияTемпература в камере охлажденияy4y5y6y7y8y9y10y11y12y13y14y15Таблица 3 – Исполнительные механизмы№п/п123Приводы исполнительных устройствПараметрПривод вентилятора воздуха на подсушку (93)Расход воздухаПривод компрессора для охлаждения иподсушки (79)Привод вентилятора системы охлаждениярыбы (92)4Привод ТЭНа дымогенератора (99)5Привод механизма подачи воды (98)Давление хладагентаРасход воздухаТемпературавоздушной смеси (дыма)Влажность воздушнойсмеси (дыма)Концентрация6Привод механизма подачи опилок (86)(оптическая плотность)дыма78910Привод вентилятора подачи дыма ккоптильную камеру (97)Привод вентилятора рециркуляции / удалениядыма (91)Привод вентиля забора свежего воздуха (94)Привод вентиля забора воздуха вдымогенератор (87)Расход воздухаРасход воздухаРасход воздухаРасход воздухаОбозначение12345678910101Далее совместно с главным технологом для конкретного экземпляраустановки были определены значения программных управлений (задающихвоздействий) (): управляющие напряжения приводов вентиляторов 91-93,97;управляющее напряжение привода компрессора 79; управляющие напряженияприводов вентилей 87,94; управляющее напряжение привода механизма подачиопилок 86, управляющее напряжение привода ТЭНа дымогенератора 99.При таких программных управлениях в системе протекает технологическийпроцесс горячего копчения рыбы, на выходе которого получается продукция снеобходимымиорганолептическими,физико-химическими(таблица4)микробиологическими показателями качества (таблица 5) [104].Таблица 4 – Органолептические показатели качества рыбы горячего копченияНаименованиепоказателяГотовностьпродуктаВнешний видНаружныеповрежденияХарактеристика и нормаМясо, икра или молоки проварены, без признаков сырости; мясо легкоотделяется от позвоночной кости; кровь полностью свернувшаясяПоверхность рыбы чистая, невлажная или незначительно увлажненная.Подкожное пожелтение, не связанное с окислением жира:Незначительное – у сериолеллы, сериолы, луфаря, масляной рыбы,нигриты, сабли-рыбы, кабан-рыбы, пеламиды, снэка, угрей, сардин,ставриды и скумбрииДопускаются:- небольшая вздутость кожи, морщинистость кожи- незначительная увлажненность поверхности;- незначительные белково-жировые натеки на поверхности илинезначительные ожоги;- отпечатки сетки или прутков на поверхности рыбы (без загрязнениясажей);- проколы мяса от прутков в головной или хвостовой частях рыб;-у рыбы из ставриды, разделанной на пласт с костью, пласт без кости ифиле, расслоение мяса на срезах у отдельных экземпляровРыба целая, без наружных повреждений.Допускаются:- надлом рыб;- поломанные жаберные крышки и плавники;- надломленные головки;- обломленные головки не более чем у 3% рыб (по счету) в однойединице транспортной тары;- небольшие повреждения брюшкаи102Цвет кожногопокроваКонсистенцияВкус и запах- срывы кожи площадью не более 1 см не более, чем у 15% рыб (посчету) в одной единице транспортной тары;- порезы кожи длиной не более 1 см не более, чем у 5% рыб (по счету) водной единице транспортной тары;- не более трех повреждений у одного экземпляра рыбы не более, чем у10% рыб (по счету) в одной единице транспортной тарыРавномерный, золотистый, с оттенком соломенно-желтого до темнозолотистого.Допускаются:светлые пятна (не охваченные дымом участки поверхности) площадьюне более 2 см2 у отдельных экземпляров рыб; незначительные светлыепятна от соприкосновения с сеткой (решеткой);Края теши и места обвязки могут быть не охвачены дымомОт нежной до плотной, сочнаяДопускается:- суховатая, слегка крошащаяся или волокнистая (в зависимости от видарыбы)Свойственные рыбе горячего копчения, без постороннего привкуса изапаха;Допускаются:- слабовыраженный илистый и йодистый запахи, а такжеспецифический кисловатый привкус, свойственные некоторым видамокеанических рыбАромат пряностей (при их использовании)Таблица 5 – Микробиологические показатели качества рыбы горячего копченияНаименование показателяМассовая доля поваренной соли, %Массовая доля сорбиновой кислоты (пищевойдобавки Варэкс-5), % не болееКМАФАнМ, КОЕ/г, не болееБактерии группы кишечных палочек (колиформы) в 1г.

продуктаПатогенная микрофлора, в том числе сальмонеллы иL.monocytogenes, в 25 г. продуктаS. aureus, в 1 г продуктаСульфитредуцирующие клостридии в 0,1 г продукта(упакованного вакуумом)ПрипрактическомфункционированииЗначение показателяОт 1,5 до 4,00,11 х 104Не допускаютсяНе допускаютсяНе допускаютсяНе допускаютсясистемыреальныезначениятехнологических параметров, влияющих на качество продукции, будут неизбежноотклоняться от заданных технологами. Разрабатываемая система автоматического103управления должна на основе обработки измерительной информации, получаемойс соответствующих измерительных устройств, сформировать и реализовать на техже исполнительных приводах дополнительное, по сравнению с программнымстабилизирующееуправляющеевоздействие,возвращающеевозмущенныезначения технологического процесса к их заданным значениям.Все вышеизложенное позволяет рассматривать эту задачу стабилизациизаданного технологами режима работы установки как классическую задачустабилизации заданного управляемого движения [51].Итак, имеем управляемую систему непрерывного действия, описывающуюизменение во времени вектора технологических параметров установки горячегокопчения в зависимости от вектора управляющих воздействий= (, )(1)Если даже технологам удалось найти управляющее воздействие = ()(программное управление), обеспечивающее при заданном начальном состоянии (0 ) = 0(2) = (, 0 ) = ()(3) (0 ) = 0 ≠ 0(4)желаемое поведение (режим работы) управляемого объектав действительности такого поведения не может быть в принципе, посколькуневозможно идеально точно обеспечить выполнение начального условия,вследствие чегоНа самом деле есть много других причин того, что реальное поведение(возмущенное движение)(5) = (, 0 ) = () ≠ (, 0 ) = ()отличается от заданного вследствие неучтенных внешних воздействий :неточность моделирования, неточность определения программного управления(зачастую программное управление определяется численно, вследствие чегопоявляется вычислительная погрешность), погрешности реализации программногоуправления на исполнительных устройствах и т.д.104Но математически для выполнения (5) достаточно возмущения тольконачальных условий (4).

А тогда возникает задача стабилизации заданного режима = (), являющаяся развитием задачи устойчивости в приложении куправляемым системам [51] .При условии (4) (нарушение заданного начального состояния) будетвыполнено (5), т.е. вместо заданного движения = () будем иметь другоеповедениесистемы(возмущенноедвижение) = ().СледуяКрасовскому Н.Н., будем считать, что возмущенное движение происходит поддействиемдругогоуправляющеговоздействия = p(t) + (),где () = y(t) − () – возмущение – отклонение текущего состояния системы отего заданного поведения.Математическая модель, описывающая возмущенное поведение системы(уравнение возмущенного движения), имеет вид нелинейного векторногодифференциального уравнениях =−= ( + ; + ) − (; ) = (, )(6)Задачей системы управления является формирование и реализациядополнительного к программному управлению () управляющего воздействия(), которое обеспечит асимптотическую устойчивость нулевого решения = 0системы (6), или в исходных переменных – асимптотическую устойчивостьневозмущенного движения (3).

Схема замкнутой стабилизирующим управлениемсистемы представлена на рисунке 28.Рисунок 28 – Схема замкнутой системы стабилизации105Для однозначного определения стабилизирующего воздействия аналогичнозадаче управления [89] вводится критерий качества, т.е. должна быть решеназадача оптимальной в смысле этого критерия стабилизации.В отличие от большинства известных для пищевых отраслей результатов [79,80], когда для каждого технологического параметра используется автономныйконтроллер (чаще всего ПИД-регулятор с последующей коррекцией в зависимостиот текущих значений других параметров) в данной работе использованырезультаты по аналитическому конструированию оптимальных регуляторов [54],для которых каждое стабилизирующее воздействие является функцией всехкомпонент вектора отклонений.

Характеристики

Список файлов диссертации