Reja: I. Kirish. Sintetik yuvish vositasini quritish texnologik jarayoni

2.2-rasm. Quritish minorasi

Shunday qilib, kompozitsiyani qarama qarshi oqimi rejimida quritishda suvsizlantirish tezligi boshida keskin oshib zarrachalar namligi 18–20% (mass) boʼlganida maksimumga yetib, undan soʼng tushib ketadi. Bu kristallogidratlarning pachalanishi bilan bogʼliq. Yuqori haroratlar zonasida granulalarning qattiq qoplami hosil boʼlishi va poroshokning mayda dispersli fazasini tashkil etib alohida granulalarning parchalanishi amalga oshiriladi [13].

Minoraning samarali ishlashi ham forsunkalarning joylashtirilishi va issiqlik tashuvchi agentning kesim boʼyicha va minora balandligi boʼylab bir hil taqsimlanishiga bogʼliq. Kompozitsiyani quritishning optimal shartlari quyidagicha[6,8]: quritish minorasi kirishidagi yonishda hosil boʼlgan gazlar harorati 320-370ºS, minorasi chiqishidagi yonishda hosil boʼlgan gazlar harorati 105-110ºS, minoradagi siyraklanish 40–100 Pa (4–10 mm suv.ust.), kompozitsiyani purkash zonasidagi harorat 110-120ºS. 1.1-jadvalda Purkab-quritish bashniyasining asosiy texnik xarakteristikalari keltirilgan.

Quritish jaraenining natijasini, asosan quyidagi parametrlar aniqlaydi [10,11]: kompozitsiya sarfi, namligi, qavushqoqligi va harorati, huritish agentining sarfi, issiqlik agentining harorati, bir vaqtning oʼzida ishlaydigan forsunkalar soni, minoradagi siyraklanish va forsunkalardan oldin kollektordagi kompozitsiya bosimi. Ushbu parametrlarda poroshok sifat SYuV quritish jaraening sifat koʼrsatgichlari bilan harakterlanadigan hususiyatlarga ega boʼladilar. Ularga quyidagilar kiradi: quritish minorasi chiqishidagi poroshok namligi va uyma zichligi. Jaraen uchun qarama qarshi oqim strukturasi, texnologik operatsiyasining kichik davomiyligi, jaraenning texnologik parametrlarning (kompozitsiya namligi oʼzgarishi, quritish agentining sarfi va boshqalar) oʼzgarishiga inertsionligi.

1.1-jadval

Purkab-quritish bashniyasining asosiy texnik xarakteristikalari

Koʼrsatkichlar	Qiymatlar
Umumiy balandlik, m	26,2
Quritish qismi diametri, m	5,7
Quritish qismi balanligi, m	10,0
Quritish qismi diametri va balandligi oʼrtasidagi nisbat	1:1,75
Quritish qismi koʼndalang kesimi yuzasi, m2	25,5
Quritish qismi hajmi, m3	255,0
Namlik hajmi boʼyicha quritish hajmi kuchlanishi, kg·m3/ch	12,2
Bugʼlatish unumdorligi, kg/ch	3000
Namligi 5% li soda boʼyicha unumdorligi, kg/ch	5000
Quritish agenti sarfi, m3/ch	80000
Quritish agenti xarorati, ºS
minora kirishida	350
minora chiqishida	100
Namlik, %
minorada tushayotgan kompozitsiya	40
tayyor maxsulot	5
Forsunkalarning umumiy soni	8
Bir vaqtda ishlovchi forsunkalarning soni	4
Forsunka oldidagi kollektorda sintetik yuvish vositasi kompozitsiyasining bosimi, MPa	6,4 gacha

Quritishning va poroshokning fizik mexanik hususiyatlarining samaradorligi nafaqat quritgichlarning oʼlchamlari va konstruktsiyalari, balki avtomatlashtirish darajasi va texnologik rejim parametrlarini avtomatik boshqarish sistemasi imkoniyatlariga ham bogʼliq 4,10,11.

SYuV kompozitsiyalarini quritish jaraenini avtomatlashtirishning nazariyasi va amaliyotida [6,8,10,11] har biridan jarayonni boshqarish uchun foydalanish mumkin boʼlgan boshqarish strategiyasining koʼplab variantlari mavjud. Strategiya variantini tanlash texnologik jaraenning turi va yetish kerak boʼlgan maqsadlarga bogʼliq. Oʼzgaruvchan situatsiyalarning hilma hilligi va ularning boshqaruv obʼektiga taʼsir qilish shakli quritish minorasining mavjud ishlash rejimlarining toʼliq tavsiflanishini murakkablashtiradi. Tahlil etilaetgan obʼektning nostatsionarligiga olib keladigan bir necha tez tez uchraydigan ish rezimlarini ajratib baʼzi tipik ayrim holatlarni koʼrib chiqish mumkin [8,10,11].

Shunday qilib, taʼkidlash mumkinki, koʼrib chiqilayotgan purkovchi quritgich uchun eng xarakterli hossa boʼlib obʼekt parametrlari kutilmagan oʼzgarishlari bilan shartlanadigan ishlashining koʼprejimliligi hizmat qiladi. Bunda nostabillik manbaʼlari ssifatida dastlabki hom ashyo sifati, materiall yoki energiyaning kelaetgan oqimining oʼzgaruvchanligi, hisobga olinmagan faktorlarning taʼsiri va ularning nostandart birikmalari, rejimlar intensivligi va boshqalar [10,11].

Ushbu holatlarda yoki parametrlari avtomatik ravishda oʼzgaradigan rostlagich (adaptiv rostlagich) dan foydalanish [15,16], yoki boshqarish sistemasining adaptiv hususiyatlariga boshqa usul bilan erishiladi, masalan qoʼshimcha parametrik teskari aloqalarini kiritish bilan [17].

Keltirilgan algoritmik taʼminot asosida kompozitsiyani quritish jarayonining adaptiv boshqarish sistemasini quyidagi strukturali sxema koʼrinishida beramiz (2.5-rasm).

2.5-rasm. Kompozitsiyani quritish jarayonining adaptiv boshqarish sistemasini strukturali sxemasi

Ikkita masalani yechish maqsadida (boshqariluvchi jarayonni dastlabki identifikatsiyalash va boshqaruvchi qurilma rostlagichi parametrlarini sozlash) dastlabki maʼlumotlarni qayta ishlash uchun hal qiluvchi blok asosida adaptatsiya konturi qurilgan. Koʼrsatilgan masala mantiqiy-vaqt qonuni yaʼni, mantiqiy blokni joriy qilish asosida blokni sozlash va identifikatsiya blokida ketma-ket yechiladi.

Shunday qilib, identifikatsiya rejimida real vaqt masshtabida har bir k momentida boshqaruv sistemasi quyidagi operatsiyalarni bajaradi: u(k)ni uzatish; u(k)ni oʼlchash; (2.42) yordamida d(k)ni hisoblash; (2.44) yordamida ye(k)ni hisoblash; (2.50) va (2.52) yordamida s(k) ni hisoblash; (2.45) va (2.49) nisbatlarga muvofiq va matritsalari uchun kattaliklarni aniqlash. Ushbu hisoblash operatsiyalarini maʼlumot kelishi bilan yoki avtonom ravishda bajarish mumkin.

Boshqaruv rejimida real vaqt masshtabida har bir k momentida boshqaruv sistemasi quyidagi operatsiyalarni bajaradi: u(k)ni oʼlchash; (2.44) yordamida ye(k)ni hisoblash; (2.50) va (2.52) yordamida s(k) ni hisoblash; (2.45) va (2.49) nisbatlarga muvofiq va matritsalari uchun kattaliklarni aniqlash; (2.43) yordamida hisoblangan boshqaruvni u(k) uzatish, bu yerda d(k+1) k+1 momentida obʼektning talab etiladigan chiqish signali.

Dastlabki protsedura sifatida boshqaruv sistemasi uchun identifikatsiya rejimini olish qulay. Ushbu holatda boshqaruv blokiga maʼqul parametrlar nabori keladi. Boshqaruv rejimi boshlanganidan soʼng sistemada parallel ravishda identifikatsiya ham amalga oshirilishi mumkin. Rejimdan rejimga oʼtish identifikatsiya hatoligi va boshqaruv jaraenining sifat koʼrsatgichlari qiymatlariga koʼra mantiqiy davriy qonun asosida belgilangan oʼtishlarni amalga oshiradigan mahsus mantiqiy blok orqali amalga oshiriladi [15,19,29].

2.5. Sintetik yuvish sovitasini ishlab chiqarishda quritish jarayonini adaptiv boshqarish sistemasi

Quritish jarayonining faoliyat koʼrsatish sifatiga qoʼyilgan yuqori talablar boshqarish jarayonlarini optimallashtirishni amalga oshirish imkonini beruvchi samarali adaptiv boshqarish sistemalarini ishlab chiqish zaruriyatini keltirib chiqaradi hamda obʼektning statik va dinamik tavsiflar oʼzgarganda boshqarish sistemasining ish qobiliyatini taʼminlaydi va uning ishlash ishonchliligini oshiradi.

Ruxsat etilgan boshqaruvni shakllantiruvchi boshqarish sistemasini sintezlash talab etiladi:

, (2.66)

bu yerda – quyidagi shartni qanoatlantiruvchi ruxsat etilgan boshqaruvlar toʼplami:

.

Modelli adaptiv sistemalar harakatining asimptotik turgʼunligi odatda kirish signalining boyligi yoki qoʼzgʼatishlarning doimiylik shartlarini bajarilishi yoki rostlagichlarni qayta ulash asosida taʼminlanadi. Ikkita rostlagichdan foydalanishga asoslangan boshqarish sistemalarini qurish gʼoyasining eng maʼqul aks ettirilishi: rostlagichlardan biri mavjud parametrning maʼlum qiymatlarida optimal hisoblanadi, ikkinchisi esa stabillovchi [15,19] boʼladi. Ikkinchi «qoʼpol» rostlagich ishlatilganda (2.29) va (2.30) algoritmlar bilan olinuvchi baholar asosli boʼladi, lekin boshqaruv optimal boʼlmaydi. Shuning uchun ham bir rostlagichdan boshqasiga qayta ulash ketma-ket amalga oshiriladi. Ushbu qayta ishlash usuli shundayki, baʼzi vaqt momentlaridan boshlab «qoʼpol» boshqaruv mavjud parametrlar vektorining ancha yaxshi baholarini olishni taʼminlaganda «nozik» (optimal) rostlagichga qayta ulash amalga oshiriladi va «qoʼpol» rostlagichga keyingi qayta ulashlar amalga oshirilmaydi. Bunday sxemada «qoʼpol» rostlagich toʼlaligicha «qoʼzgʼatish» protsedurasiga oʼxshash rolь oʼynaydi. Bunda «qoʼzgʼatish» protsedurasiga oʼtish sharti informatsion matritsaning buzilishi hisoblanadi. Koʼrib chiqilayotgan holda rostlagichlarni qayta ulashning optimal boshqaruv xossalaridan foydalanuvchi usullaridan foydalanish maqsadga muvofiqdir [30,31]. Аgar boshqaruv optimal rostlagich yoki unga yaqini yordamida shakllantirilsa, unda informatsion matritsaning buzilishi mumkinligiga qaramasdan (2.29) va (2.30) algoritm baholarining yaqinlashuvi taʼminlanadi. Bu xususiyat qayta ulashning shunday usulini tanlash imkonini beradiki, unda vaqtning baʼzi chekli oraliqlaridan keyin boshqaruv sistemasi (2.66) maqsad shartini bajarilishini taʼminlab, «qoʼpol» rostlagichga «tiqilib» qoladi. Boshqaruv sistemalarini sintezlashning koʼrib chiqilayotgan gʼoyasidan kelib chiqqan holda boshqarish rejimini shartli ravishda, agar ut quyidagi rostlagich yordamida shakllantirilsa, optimallashtiruvchi deb ataymiz:

Shunday qilib, adaptiv rostlagichni sintezlashning koʼrib chiqilgan muntazam algoritmi optimal boshqaruv xossasini tahlil qilish asosida optimallashtiruvchi va stabillashtiruvchi rostlagichlarni qayta ulashni amalga oshiradi va informatsion matritsaning buzilishi yuz berishi mumkinligiga qaramasdan (2.29) va (2.30) algoritmlarning baholari yaqinlashuvini taʼminlaydi.

Ishida keltirilgan identifikatsiyalash va adaptiv boshqarishning muntazam algoritmlari asosida kompozitsiyalarni quritish jarayonini adaptiv boshqarish sistemasining umumiy strukturasini quyidagicha keltirish mumkin (2.6-rasm).

2.6-rasm. Kompozitsiyalarni quritish jarayonining adaptiv boshqarish sistemasi strukturasi

Koʼrsatilgan sistema ierarxiyaning ikki sathi: quyi – asosiy kontur va yuqori – adaptatsiyalash konturidan tashkil topgan. Аsosiy kontur xususan boshqariluvchi jarayon, datchiklar, ijro mexanizmlari, raqamli analog va analog-raqamli oʼzgartirgichlar, shuningdek EHM da amalga oshirilgan boshqarish qurilmasidan tashkil topgan boshqariluvchi jarayon orqali shakllantirilgan.

Аdaptatsiyalash konturi ikkita: boshqarilayotgan jarayonni joriy identifikatsiyalash va boshqaruvchi qurilma rostlagichlari parametrlarini sozlash masalalarini yechish maqsadidan kelib chiqib, topshiriq, boshqarish va obʼektning chiqishi haqidagi axborotlardan tashkil topgan diskret maʼlumotlarga ishlov beruvchi hal qiluvchi blok asosida qurilgan. Koʼrsatilgan masalalar mantiqiy blok tomonidan ishlab chiqilgan mantiqiy-vaqt qonuni asosida ketma-ket ravishda identifikatsiyalash bloki va sozlash blokida yechiladi.

Kompozitsiyani quritish jarayonini adaptiv boshqarish ochiq konturni identifikatsiyalashdan boshlanadi. Bunda kirish signalining boyligi yoki qoʼzgʼatishning doimiylik shartlarini bajarilishini taʼminlash maqsadga muvofiqdir. Bu boshqarish obʼektining boshlangʼich modelini qoʼpol baholash va boshqarishning adaptiv algoritmini ishga tushirganda boshlangʼich bosqichlardagi noaniqliklarni inobatga olmaslik uchun amalga oshiriladi. Oʼrnatilgan ikki qiymatning pogʼonali oʼzgarishiga sistemaning reaktsiyasi boshqarishning yaxshi sifatini koʼrsatdi. Keyin ushbu rostlagichning parametrlari qayd qilinadi, yaʼni adaptatsiya toʼxtatiladi. Keyingi bosqichda adaptiv rostlagichni ketma-ket qoʼllash bilan boshqaruv konturini tutashuvisiz maʼlum vaqt momenti mobaynida koʼrib chiqilayotgan jarayonning modellarini identifikatsiyalash amalga oshiriladi. 2.7- rasmda ikkala rostlagichning qayd etilgan parametrlarida topshiriqning pogʼonali oʼzgarishiga, 2.8-rasmda esa pogʼonali gʼalayonlarga boʼlgan oʼtkinchi jarayonlar koʼrsatilgan. Ikkita adaptiv rostlagichni bir vaqtda qoʼllash sozlashlarning yaqinlashuvini bir qancha yomonlashtiradi, chunki bir oʼlchamli rostlagichlarni har birining kanali boʼyicha boshqarish obʼektining tavsiflari vaqt boʼyicha kuchli oʼzgaradi.

2.7- rasm. topshiriqning pogʼonali oʼzgarishida kompozitsiyani quritish jarayonini adaptiv boshqarish sistemasining oʼtkinchi jarayonlari kartinkalari.

2.8- rasm. Topshiriqning pogʼonali oʼzgarishida kompozitsiyani quritish jarayonini adaptiv boshqarish sistemasining oʼtkinchi jarayonlari kartinkalari.

Olingan natijalar va oʼtish jarayonining tahlili shuni koʼrsatdiki, adaptiv boshqarishda quritish minorasi chiqishidagi ishlatilgan issiqlik tashuvchining harorati va poroshok namligini qayta rostlash amalda yoʼq boʼlib, rostlash vaqti kamayadi va jarayonni optimalga yaqin boʼlgan rejimga oʼtishiga imkon yaratadi. Bu mos ravishda, quritish minorasining harorat rejimini stabillashishiga, poroshok namligining tebranishini va atmosferaga poroshokning mayda granulalarini chiqishini kamayishiga, poroshokning bosilish zichligini ortishiga, sarflanayotgan gazni tejashga va shu asosda chiqarilayotgan mahsulot sifatini oshishiga olib keladi.

Аdaptiv sistemalarni qurish masalasini yechishda obʼektni identifikatsiyalash va boshqaruv qurilmasi (BQ) sintezidan tashqari obʼekt parametrlari adaptiv rostlagich parametrlarini sozlash uchun kerakli identifikatsiya jaraenida baholanilishi va ushbu baholar boʼyicha obʼektda vujudga kelgan oʼzgarishlar toʼgʼrisida dastlabki hulosalalarni qilish mumkinligi sababli BQ diagnostikasi masalasi muhim ahamiyatga ega boʼlib qoladi.

BQ ni vektorli kirish va vektorli chiqishga u ega va uzatish funktsiyalari matritsasi M(z) bilan taʼriflanadigan koʼp oʼlchamli chiziqli diskret sistema sifatida koʼrib chiqamiz [16]. Real sistemalarda BQ odatda uning strukturaviy sxemasi bilan aniqlanadigan blokli strukturaga ega boʼlgani sababli diagnozlashni BQ bloklari aniqligigacha oʼtkazamiz. BQ gi nosozliklar mavjudligi indikatori sifatida masalan sozlash funktsionalining J nisbatan katta qiymati hizmat qilishi mumkin.

Matritsali tenglama komponentlar boʼyicha yozuvida quyidagi koʼrinishga ega:

, (2.67)

bu yerda – BQning kirishning r-li koordinatasidan BQning q-li chiqish koordinatasigacha yoʼl v ning uzatish funktsiyasi. (2.67) har bir nisbati boʼyicha kirish oʼzgaruvchanlarining vaqtincha oʼzgarishlarini chiqish oʼzgaruvchanlarining vaqtincha oʼzgarishlarishlari bilan bogʼlovchi chekli ayirmalar tenglamasini tuzamiz:

. (2.68)

(2.68) tenglamalari uning matritsali uzatish funktsiyasi M(z) asosida olingan BQdagi kirish-chiqish nisbatlarini aks ettiradilar [15,16].

Har bir koeffitsienti sistema tarkibidagi bloklar parametrlarini yigʼindisi boʼlgan (2.68) tenglamani koʼrib chiqamiz:

. (2.69)

(2.69) tenglamada biror bir koeffitsientni ajratamiz, deylik, , va 2.2(a) jadvalda keltirilgani kabi uning uchun matritsa ni tuzamiz.

Matritsa ga quyidagi chiziqli tenglamalar sistemasini roʼparo qilamiz

, (2.70)

bu yerda matritsa va vektor shartdan aniqlanadi. (2.70) tenglamaning bajarilish «sifati»ni sistemaning EKKU-echimining nobogʼliq vektori normasi bilan xarakterlaymiz.

va – (2.69) tenglamasining ikki oʼzgargan koeffitsienti boʼlsin , ; bu yerda – va yigʼindisining umumiy qismi va yigʼindilari tarkibiga kiradigan parametrlardagi oʼzgarishlarni topish uchun 2.2(b)-jadvalda keltirilgan matritsa ni quramiz.

а) 2.2 jadval.

		…			…		…		…		1
		…			…		…		…
		…			…		…		…

б)

		…			…		…		…
		…			…		…		…
		…			…		…		…

va tarkibiga kiradigan parametrlarning “sozligi” toʼgʼrisida koʼrinishdagi tenglamalar sistemasi EKKU-echimining nobogʼliq vektori normasi boʼyicha hulosa qilamiz.

Аniqlanishicha, yuqorida taʼriflangan protseduralardagi harakatlar yigʼindisini quyidagi koʼrinishdagi baholarni topish jaraeni sifatida koʼrib chiqish mumkin

bu yerda + indeksi psevdoinversiya operatsiyasini belgilaydi, matritsalar va aniq yoki rekurrent muntazam EKKU-algoritmlar boʼyicha hisoblanishlari kerak [1,30]. Bunda ushbu muntazamlashtirish parametrini nisbatlar kvazioptimalligi yoki kesishlar ahamiyatliligi usullari asosida aniqlash maqsadga muvofiqdir [19,25].

Tarkibida identifikatsiya, adaptiv stabilizatsiya, diagnozlash tubsistemalari va turli muntazam hisoblash protseduralari mavjud hisoblash sistemalarining algoritmik taʼminotining unifikatsiyasi ushbu sistemalarning apparat va dasturiy taʼminotini eng ratsional ravishda qurish va ularni qoʼllash sohalarini kengaytirish imkonini beradi [15,16,19].

XULOSА

1. Sintetik yuvish vositasini quritish texnologik jarayoni toʼgʼrisida qisqacha maʼlumot keltirilgan.

2. Sintetik yuvish vositasini quritish texnologik jarayonini boshqarish obʼekti sifatida oʼziga xos xususiyatlari taxlil qilingan.

3. Dinamik obʼektlarning strukturalari va modellar toʼplamlarini tavsiflash amalga oshirilgan.

4. Dinamik boshqarish obʼektlarini identifikatsiyalashning muntazam algoritmlari keltirilgan.

5. Poroshok koʼrinishidagi sintetik yuvish vositasini quritish jarayonini matematik modeli qurilgan.

6. Identifikatsion yondoshuv asosida quritish jarayonini adaptiv boshqarish sistemasini sintezlash algoritmlari shakllantirilgan.

7. Sintetik yuvish vositasini ishlab chiqarishda quritish jarayonini adaptiv boshqarish sistemasi keltirilgan.