Введение к работе
J$$№'i&k
ч с ч ; . т'., Актуальность проблемы. Разрабатывается крупная научно-техническая
1L-Z—проблема системного развития и применения эффективных методов и алгоритмов робвстной адаптации в АСУ по комплексному направлении. Под всем зтим понимается в основном стабильное (то есть защищенное от возможных нарушений исходных предпосылок базовых процедур) оперативное накопление информации с выходом на : I) настроечные параметры и звенья алгоритмов контроля и регулирования; 2) активное обучение производственного и исследовательского персонала, а также практикантов и стажеров; 3) стимулируемое человеко-машинное взаимодействие; 4) корректировку технологических инструкций по ограничи- , ваюк?ім условиям и режимным уставкам.
Развитие комплексного направления робастной адаптации при разработке, наладке, эксплуатации и совершенствовании АСУ является перспективным подходом к повышению их яффективности, сокращения времени на внедрение и доводку на промышленных объектах, снижения трудозатрат на всех перечисленных стадиях.
Диссертационная работа выполнена согласно плану, связанному с программой Гособразования СССР "Управление нелинейными динамическими объектами", с целевой программой "Металл" Гособразования СССР, с комплексной программой реконструкции Куэметкомбината, с созданием и развитием АСУ Запсибметкомбината, с программой научно-технического развития Кузбасса. Целью диссертации является:
I. Развитие и применение комплексного направления робастной адап-тпнии в АСУ, осуществляемой посредством помехоэащищенной обработки данных при контроле и регулировании процессов, встроенных тренажеров и автоматизированных систем производственных исследований (АСІ1И1 во взаимодействии с АСУ ТП и АСУГІ в ходе их испытательного и робочого функционирования.
'<.. Функгионально-алгоритмцческая структуризация АСПИ во взаимосвязи с действующий АСУ ТП и А СУП.
3. Решение прикладных исследовательских задач с использованием АЛИ для адаптации технологических инструкций в изменяться условиях производства.
Л. Pasf чгіогка и гріменение адаптивных алгоритмов г.обастного оценивание технологических величин по сигналам циклических измерений ;;* наличии аномальных импульсных помех.
Ь. Разработка адаптивных алгоритмов компенсации аффектов контролируемых: возмущений в задачах расчета иихты, раскислителей и легирующих сталеплавильных процессов.
-
Формирование изобретений по адаптивным идентификаторам, регуляторам, системам управления с реализацией их в черной металлургии.
-
Внедрение методов и алгоритмов робастной адаптации с надлежащи конкретизацией в кислородно-конвертерном, ялектросталоплавиль-ном, мартеновском и прокатном производствах.
-
Анализ яффективности робастных алгоритмов адаптации в промыш- . ленных АСУ.
Основи пнполнения работы. Опыт создания, внедрения и эксплуатации автоматизированных систем различного назначения, теория управления, современная теория комбинированного моделирования, адапта-ши, фильгравди, идентификации, теория и практика человеко-машинных систем в исследованиях, обучении и управлении, активное соревновательное обучение и стимулирование в человеко-машинных системах, передовые металлургические технологии, разнообразные производственные данные и опыт.
Научная новизна;диссертации состоит в том, что: I. Разработаны методические основы робастной адаптации в АСУ по комплексному направлению, характеризуемые алгоритмическими и человеко-машинными процедурами стабильного накопления информации посредством помехозащищенной обработки данных при контроле и регули-рогании процессов, встроенных тренажеров и автоматизированных систем производственных исследований во взаимодействии с АСУ ТІЇ и АСУП в ходе их испытательного и рабочего функционирования. И. Поставлены и решены задачи инженерного синтеза алгоритмов робастной адптивной фильтрации и идентификации в системах контроля и регулирования процессов с введением в базовые процедуры нелинейных звеньев типа "срезка" и "медиана".
-
Раввиты способы стабильной адаптивной обработки сигналов циклических измерений при наличии аномальных импульсных помех для оце-ниаания технологических величин на основе двухуровневого оценивания с учетом сложности динамических сигналов.
-
Осуществлена алгоритмизация адаптивного расчета шихты, раскислителей и легируюіфіх с применением теории восстановительно-прог-ноэирусцей компенсации контролируемых возмущений.
6. Разработаны оргмеханизмы человеко-машинного взаимодействия в АСУ с целый повышения вффективности и живучести при шигоком раэ-
нообразии внешних и внутренних условий функционирования. 6. Предложены пути реализации встроенных тренажеров і: автоматизированных систем прикладных исследований с максимальным использованием средств действующих АСУ Тії и АСУП.
Практическая ценность. Развитое комплексное направление гобастной адаптации в АСУ, соответствующие методы и алгоритмы позволяю'.-: ускоренно создавать и осваивать АСУ Til и АСУП применительно к металлургическому производству во взаимодействии с исследовательской и образовательной деятельностью на промышленных предприятиях, в учебных и проектных институтах. Конкретные технические решения , в виде ряда изобретений и изготовленных устройств уже ебкепечили выполнение различных проектных, научно-исследовательских, испытательных и внедренческих работ, а также совераенствозакие учебного процесса в ВУЗе, техникуме и на производстве.
Реализация результатов. Доведенные до инженерного уровня конкретные алгоритмы робпетной адаптации, пакеты программ и технические устройства реализованы в системах производственного управляння, а также исследовательского, испытательно-наладочного, тренажерко-обучаюшето назначения На Кузметкомбинате, Запсибметкомбикате-. Сие-мсгинсгитуте. Внедрено более тридцати мероприятий по планам освоения новой техники ряда металлургических предприятий, пят.'^лпзть изобреіений, дппдгать рационализаторских предложений в составе-различных АСУ производственного, исследовательского и учебког" назначения я черной металлургии. Обший зкономический гіффе::т ссете?.-ляег около семи миллионов рублей, а долевой зффект - около одного миллиона рублей (по состоянию на 1990 год).
Анробагчн гпботы. Основные результаты докладывались и получили гс— лоуигелімуп опенку на 37 конференциях и семинарах, включая іУ.еяду-наго дней семинар И50РС по алгоритмам управления производством '.-/;: .-on!' bare, IW31, УП Междунар.однуп конференция стран '/ленок ^Ь : СїРгі го an юмагизаїчіи производственных протестов и уг.гчг..--
Н1'п В чег і-ОІ! Ке;\ч,;лургИН (LyXnfeCT, I'Jti'i), В-й bc0C0fI3H(.i:l СЄМ''-
up\ -с::ге-:;л,і-.іе г-.; уг'; явлению большими системами (Лл.'.'Л-Атч, !v'.';, Ь-е ^С'сопзное совещание по стачисгическим метопам :; проіусглї управления ( „.':.'.: ,-і-.і: л, IVt'I', Ьсесолзную научне-тегнччесчул ко:'.^-(rtii'm "..і'/дг.ліірі-папие пріуссов в -пахт^ых і-; дсмгііні.:',-: -;';.-.Vя ('-.nt-r ллор.с к, Лс;с), йссссг.зьугс научно-н; актнчесяуг ч:л.',->: --.iivf "v')!r;n;.j сг-'-к'іНі.!.:нчпские г; облемн достижения ко; е,->-. .го г»:-"1.- <:-' n^f г т'.'Пи-ст:; [".-'лвития г.\ ^изволит": і .-(г*' с.;;: і'.узблсС'і" ' ..'v : '
\\\к. , /. :Х?<'0: у Лі-jn COBe'-'yiji/^-CCVHr't; "У."ГаЯ/,Єі(!^Є '"'Г -.-./>->--r'--.'v:>
/Г
и сложными системами" (Тбилиси, І9«6), ІУ Всесоюзное совепрние по стагисгическим методам теории управления (Фрунзе, 197В), Всесоюзный научно-технический семинар "Прикладные аспекты управления сложными системами" (Кемерово, 1983), Всесоюзную конференцию "АСУ технологическими процессами и производствами непрерывного и непрерывно-дискретного типов в янергетике, химии, нефтехимии, МЄ-туллургии" (Москва, I9B7), Всесоюзное совеи^шие "Методы адаптации автоматизированных систем управления и научно-технической информации в химической промышленности" (Калуш, 1УВ9), ряд отраслевых семинаров в рамках Министерства металлургии по опыту внедрения АСУ и средств автоматизации (Москва, 1983, I9bd, 1989, 1990). Публикации. По рассматриваемым разработкам опубликовано девяносто восемь научных статей, докладов, тезисов докладов, одна монография, сделано тридцать одно изобретение. Объем рукописи. Диссертация состоит из введения, шести глав, заключения, списка литературы, приложения и содержит основного текста 32Ь с; приложений 16 с; рис. 75.
Предмет защиты и личный вклад автора. Методическое и алгоритмическое обеспечение комплексного направления робастной адаптации в АСУ со стабильным, накоплением полезной информации посредством по-мехозащиирнной обработки данных, встроенных тренажеров и автоматизированных систем прикладных исследований с выходом на оперативное определение настроечных параметров и звеньев^ активное обучение и стиыулирвание персонала, корректировку технологических инструкций. Включая методы и алгоритмы : I) адялтивной идентификации каналов регулирования с наложением пробных воздействий на прогнозируемые рабочие управления; 2) оперативного определения настроечных коаффициентов компенсаторов контролируемых возмущений и акстрвполяторов приведенного возмущения; 3) помехозаадіщенной обработки данных циклических измерений с выделением информативных участков нестационарных сигналов; 4) адаптивной идентификации в составе подсистем производственных исследований и активного обучения в человеко-машинных системах. Изобретения по идентификаторам, фильтрам, системам, моделирующим, тренажерно-обуч^аюш^м установкам, а ткже практические результаты их реализации в автоматизированных системах производственного, исследовательского, испытательно-наладочного и учебного назначения. Личный вклад автора заключается в непосредственном'творческом участии во всех разраоот ках методов и алгоритмов робастной адаптации и особенно.в доведении их до инженерных методик, конкретных алгоритмов, пакетов що-
грамм и технических устройств в значительном количестве автоматизированных систем управления на-объектах черной металлургии.
