Шестаков В.С. Расчет на ЭВМ нефтегазового оборудования. Учебное пособие для МНГ-2015 (811778), страница 30

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

Текст из файла (страница 30)

Если суммы расстояний меньше длины свечи,то продолжается разгон и снова просчитывается торможение и так дотех пор, пока сумма расстоний разгона и торможения не достигнетдлины свечи.Таким образом, в процессе движения крюка происходит многократный просчет торможения. Для упрощения алгоритма можнооформить процесс торможения отдельным блоком и вызывать его изблока движения. Такой алгоритм показан на рис. 4.26.Функциональная схема алгоритма разборки колонны представлена на рис.

4.27, для опускания колонны схема будет аналогичной.а)1б)1t,22tт=0, т=, xт=0t=0, v=0, x=033Mc= f (х)44Мдв=f()=+(Мдв–Мc)t /JМдвт=f(т)т =т+(-Mдвт–Мcт)t /J 55v=Rбр, x = x+vtvт=тRбр, xт = xт+vтtТ = Т+ tТт = Тт+ tТорможение (Тт, xт)ДаМcт= f(x)x+xт<LсвДа67vт>0НетТт, xтНет7Т, Тт v, xРис.4.26. Блок-схема алгоритма расчета продолжительностиперемещения крюка на длину свечи:а – алгоритм движения, б - торможение173Ввод параметров БУi=1, Nсв - цикл по количеству свечей, входящих в колоннуРасчет массы колонныРасчет усилия сопротивления при движении колонны FcкРасчет радиуса навивки на барабан, усилий сопротивления и приведенных параметров Jпр, Мс, расчет времени, эквивалентного момента при разгонеи торможении барабана при подъеме колонны надлину свечиРасчет радиуса навивки на барабан, усилий сопротивления и приведенных параметров, расчет времени, эквивалентного момента при разгоне и торможении барабана при опускании крюкоблока надлину свечиРасчет времени циклаТц=Тпод+Тспуск+Тразвинчивания+ТустановкиРасчет эквивалентного момента за циклРасчет суммарного времени разборки колонныТразб=Тразб+ТцРис.

4.27. Алгоритм сборки и разборки колонны174Расчет эквивалентногомомента завремя сборкии разборки5. РЕШЕНИЕ ЗАДАЧ ОПТИМИЗАЦИИЭто особая группа задач, которые приходится решать при проектировании и при эксплуатации нефтегазопромысловых машин. Прежде чем решать задачи, рассмотрим необходимые сведения по оптимизации [8 – 11].5.1. Понятия оптимизацииЧто такое “провести оптимизацию”? Это означает найти “самоенаилучшее решение, какое только возможно в данном случае”. Задачуоптимизации для наглядностиYможно представлять в видеграфика (рис. 5.1). По оси Yрасполагаются значения, выражающие цель оптимизации (еепринятоназыватьцелевойфункцией), например, масса YminXобъекта, а по оси Х – параметр,Xопткоторый влияет на рассматриРис. 5.1.

Вариант графикаваемую цель (принято называтьфункции при оптимизациипеременной оптимизации), например, скорость подъема.«Лучшим» решением Xопт будет то, при котором масса будет минимальной (на графике обозначено Ymin). Для других задач, например,при оптимизации по производительности, «лучшим» будет наибольшее значение функции. Таким образом, при проведении оптимизациимы решаем задачу поиска экстремума. Решение таких задач студентыосваивают при изучении математики. Вспомним идею: «необходимовзять производную, приравнять ее нулю и, решив уравнение, найтизначение переменной». В чем же особенность решения задач оптимизации, почему необходимо изучать дополнительный раздел? Ответомна этот вопрос будет следующее.В большинстве случаев в инженерной практике при оптимизации решаются задачи, целевые функции которых включают достаточно большое число сложных нелинейных зависимостей, что исключаетвозможность вычисления производных.

Иногда функции имеют разрывы. Исходя из этих соображений, при оптимизации применяютсяспециальные методы.Имеется также круг задач, графики которых не имеют экстре175мумов. Оптимальное решение для таких задач будет при минимальнодопустимом или максимально-допустимом значении переменной.На что бы еще хотелось обратить внимание, чтобы действительно научиться проводить оптимизацию.

Оптимизация относится ктворческим задачам, здесь практически исключается формализм, каждая задача индивидуальна, поэтому простое формальное заучиваниеизвестных задач и следование решению по образцу очень редко обеспечит достижение решения. Отсюда следует, что при добросовестномизучении раздела наряду с получением соответствующих специальных знаний студенты приобретут навыки инженерного творчества.Для оптимизационных задач следует также отметить и то, чтопрактически все они требуют использования при расчетах ЭВМ.

Исходя из этого, от специалистов, которые проводят оптимизацию, требуется знание основ программирования и составления алгоритмов.Для того чтобы специалисты понимали друг друга, они должныиспользовать общепринятые определения, из которых при оптимизации наиболее часто применяются следующие [8-11].Оптимизация (от лат. optimum - наилучшее), процесс нахождения экстремума (глобального максимума или минимума) определённой функции или выбора наилучшего (оптимального) варианта измножества возможных.Структурная оптимизация – поиск наилучшего вариантаструктуры объекта (например, количества двигателей в приводе механизма поворота экскаватора).Параметрическая оптимизация – поиск наилучшего вариантапри изменении параметров для конкретного структурного исполненияобъекта (например, передаточного числа редуктора механизма поворота экскаватора при двух двигателях в приводе и планетарных редукторах).Критерий оптимальности (оптимизации) - это мера качественной оценки и сравнения вариантов решений при оптимизации.Целевая функция (функция качества, функция цели) - количественное выражение критерия оптимальности.

Она позволяет количественно сравнивать варианты технических решений в процессе оптимизации и включает все выражения, необходимые для определениязначения критерия оптимальности через переменные проектирования.Переменные проектирования - внутренние параметры проектируемого объекта, которые можно изменять на этапе проектированияили в процессе эксплуатации и которые полностью определяют ре176шаемую задачу. Переменные проектирования, изменяемые в процессеоптимизации, называют переменными оптимизации, через них определяется целевая функция.Ограничения - это пределы возможного изменения проектных ивыходных параметров проектируемого объекта.Оптимальным называется решение со значениями проектныхпараметров, удовлетворяющих всем ограничениям и обеспечивающихэкстремальное значение целевой функции.Поисковая оптимизация - это оптимизация, при которой поискэкстремальной точки осуществляется последовательными шагами, ведущими от исходной точки.

Выделяют задачи одномерной оптимизации - это задачи определения оптимального решения при одной переменной оптимизации, и многомерной оптимизации - это задачиопределения оптимального решения при двух и более переменных оптимизации.аЛокальный оптимумууYminYminхXоптбГлобальный оптимумхXоптРис. 5.2. Варианты графиков функции при оптимизации:а – унимодальная функция; б - неунимодальная функцияУнимодальная функция – функция, имеющая один горб или впадину, неунимодальная – несколько горбов или впадин.На рис. 5.2. приведены графики унимодальных и неунимодальныхфункций с указанием глобальных и локальных экстремумов.5.2.

Последовательность и этапы решения задач оптимизацииОдной из ошибок у студентов при решении задач оптимизацииявляется та, что зачастую сложные задачи начинают решаться без достаточного анализа, сразу с раздела, в котором используются формулы.177Вообще процесс инженерной работы требует четкой организации, необходимо заранее планировать все действия. Для выработки такогоподхода могут послужить и навыки, приобретенные при решении оптимизационных задач. Опыт проведения оптимизации автора и другихспециалистов позволяет рекомендовать следующие этапы: постановка задачи оптимизации; анализ задачи; выбор критерия оптимальности; выбор переменных проектирования и оптимизации; выбор ограничений; составление целевой функции; выбор метода оптимизации; составление алгоритма решения для ЭВМ; составление программы для ЭВМ и проведение оптимизации.Любая инженерная работа требует определенного выходного документа, описывающего назначение работы и ее содержание.

Для задач оптимизации таким документом будет пояснительная записка, которая должна описывать все, что выполнено в процессе оптимизации.Такую записку также можно выполнить в соответствии с рассмотренной последовательностью действий. При оформлении записки не следует жалеть времени на подробное изложение всех этапов. Полное изложение позволит в будущем быстро вспомнить задачу самому автору, когда необходимо будет решить повторно через длительное время,или решить задачу другим специалистам при других исходных данных.

Характеристики

Список файлов книги