Індекс рубрикатора НБУВ: К327.410.3-1

Рубрики:

Плавка сталі в дугових печах

Шифр НБУВ: Ж43601 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Purpose. Development of mathematical model for operational calculation of instantaneous arc voltages values during melting aimed to determine the current values of the short circuit elements parameters in the arc steel melting furnace. Methodology. The continuous voltage monitoring algorithm was based on the methods of neural network estimation of power circuit parameters, precise mathematical model of the power circuit, arc gaps and primary sensors of the controlled arc furnace coordinates in three-phase instantaneous coordinates, and the method of arc voltages calculation using numerical integration of nonlinear differential equations system with variable parameters. Findings. The structure and algorithm of continuous monitoring of voltages have been developed based on principles of neural network parameter identification. The structural and parametric syntheses of neural networks have been performed. The numerical model of the arc voltages monitoring system have been created and the precision of the instantaneous voltage monitoring have been studied. The increase of the voltage measurements precision was proved. Originality. The mathematical model of operational calculation of the instantaneous arc voltages values was developed. This model takes into account the current values of the arc furnace short circuit elements parameters, which are continuously identified by neural network during melting. It allows us to improve the accuracy of the continuous arc voltages monitoring. Practical value. The developed structure of the continuous arc voltage monitoring system, which functions based on the principles of neural network assessment of the parameters of the power circuit elements, allows us to increase the accuracy of the arc voltages calculation, which gives the rationale for its implementation in electric arc furnaces. This will allow us to enhance the dynamic and static accuracy of electric mode coordinates stabilization at a given level and increase several indices of electrotechnological efficiency of melting of heat-resistant steels and precision alloys in such furnaces.

Запропоновано системотехнічні рішення для підвищенні пофазної автономності процесів регулювання координат електричного режиму в електромеханічній підсистемі переміщення електродів дугової сталеплавильної печі за допомогою під'єднана до її структури компенсатора перерехресних зв'язків. Запропоновано методику синтезу передавальних функцій компенсаторів перехресних зв'язків у фазних каналах регулювання та на основі результатів експерементальних досліджень одержано математичні моделі компенсаторів перехресних зв'язків для дугової печі типу ДСП-3.

Purpose. Development of technical and algorithmic solutions for complex improvement of electrotechnologic effectiveness indices of "power supply mains - pumping station" ("SM-PS") complex, improvement of its energy efficiency, obtaining its rational structure and operation algorithm of the system of automatic control of modes of pumping over. Methodology. Circuit design and algorithmic solutions were developed on the basis of liquid pumping efficiency indices analysis for various power supply schemes, power circuits connection diagrams and control methods of centrifugal pumping units, which were acquired using mathematical experiments on the developed digital model of "SM-PS" complex. Findings. Power supply circuit and centrifugal pump unit connection diagram were developed. A structure and an algorithm for microprocessor system of automatic discrete-continuous control of liquid pumping modes with constant pressure in the pipeline on the full range of the SM-PS performance variation were created. Originality. A mathematical model of synthesis of discrete-continuous control of liquid pumping modes using centrifugal pumping units in the structure of the closed-loop system of the pipeline pressure stabilization was developed. Practical value. The use of the developed scheme, schematic and algorithmic solutions makes it possible to improve the electrotechnologic efficiency indices of "SM-PM" complex, in particular, to decrease specific cost of active electric energy, to improve the power factor, to decrease circuit voltage deviation as well as to reduce consumption of total and reactive powers, which results in substantial energy saving. The suggested solutions can be applied while designing new and operating working "SM-PS" complexes.

На базі рівняння Фоккера - Планка - Колмогорова та статистичної теорії керування отримано математичну модель оперативного синтезу оптимальних керуючих впливів для стабілізації електричного режиму дугової сталеплавильної печі в двоконтурній структурі з швидкодіючим електричним контуром регулювання струмів дуг.

Удосконалення існуючих електромеханічних систем наведення комплексу озброєння бойових машин повинно відбуватись у напрямі підвищення швидкодії та точності позиціонування. Розглянуто підйомний механізм наведення пакету напрямних реактивної системи залпового вогню БМ-21, що стоїть на озброєнні Збройних сил України та є типовою для багатьох зразків озброєння. На підставі опрацювання експериментально отриманих часових залежностей координат існуючої електромеханічної системи надання вертикального руху пакету напрямних проведено ідентифікацію параметрів і передавальних функцій її елементів, які реалізовано у математичній і комп'ютерній Simulink-моделі. Виконано порівняння процесів зміни координат у процесі наведення, які отримано на створеній її комп'ютерній моделі і діючій бойовій машині. Порівняння отриманих результатів показали досягнення достатньої точності співпадіння часових залежностей координат електромеханічних систем наведення.

Обгрунтовано методологічні підходи щодо вдосконалення системи керування механізму вертикального наведення пакету напрямних реактивної системи залпового вогню БМ-21 у напрямі підвищення швидкодії та точності позиціювання. Обгрунтовано використання триконтурної позиційної структури системи керування механізмом наведення з контуром регулювання положення та нечітким коректором. Отримано математичну модель руху пакету напрямних і розраховано їх реакцію. Експериментально отримано параметри елементів системи наведення, їхні перехідні характеристики та передавальні функції.

Опрацьовано математичні основи синтезу потоку керуючих впливів, за якого оптимізується процес переведення електричного режиму дугової сталеплавильної печі в заданий стан в умовах, відповідних поточним станам печі потоків збурень електричних режимів. Практичне використання запропонованої математичної моделі зміни станів надасть змогу оперативно синтезувати інтенсивність потоку керуючих впливів, що надасть можливість отримати оптимальну швидкодію регулювання динаміки перехідного процесу зміни ймовірностей станів, і, тим самим, досягти максимальної ймовірності знаходження електричного режиму в печі в необхідному електротехнологічно обгрунтованому стані.

Мета роботи - створити метод синтезу оперативного адаптивного оптимального керування електричним режимом дугової сталеплавильної печі за критеріями енергоефективності на основі тривимірного розподілу струмів дуг. В основу створеного методу покладено використання оперативної інформації про параметри тривимірного розподілу струмів дуг і пошук відповідного оптимального керування - уставок за струмами дуг двоконтурної системи керування електричним режимом дугової сталеплавильної печі. Отримано часткові критерії оптимальності для мінімізації питомих витрат електроенергії, ціни тонни виплавленої сталі та максимізації погодинної продуктивності дугової печі, а також розроблено алгоритм оперативного синтезу та реалізації вектора оптимального керування за вибраним критерієм з врахуванням моделі тривимірного розподілу струмів фаз. Вперше на підставі оперативного контролю тривимірного розподілу струмів дуг отримано часткові критерії для синтезу адаптивного оптимального керування електричним режимом дугової сталеплавильної печі, що надало змогу комплексно покращити показники енергоефективності та електромагнітної сумісності режимів дугової печі та електромережі. Реалізація створеного методу адаптивного оптимального керування та алгоритму для його реалізації в структурі двоконтурної системи керування електричним режимом плавлення надасть змогу у порівнянні з відомими одноконтурними структурами керування поліпшити показники електротехнологічної ефективності та електромагнітної сумісності та отримати вищу динамічну точність стабілізації координат електричного режиму на рівні оперативно синтезованих оптимальних уставок за струмами дуг.

На базі рівняння Фоккера - Планка - Колмогорова та статистичної теорії керування отримано математичну модель оперативного синтезу оптимальних керуючих впливів для стабілізації електричного режиму дугової сталеплавильної печі в двоконтурній структурі з швидкодіючим електричним контуром регулювання струмів дуг.

Удосконалення існуючих електромеханічних систем наведення комплексу озброєння бойових машин повинно відбуватись у напрямі підвищення швидкодії та точності позиціонування. Розглянуто підйомний механізм наведення пакету напрямних реактивної системи залпового вогню БМ-21, що стоїть на озброєнні Збройних сил України та є типовою для багатьох зразків озброєння. На підставі опрацювання експериментально отриманих часових залежностей координат існуючої електромеханічної системи надання вертикального руху пакету напрямних проведено ідентифікацію параметрів і передавальних функцій її елементів, які реалізовано у математичній і комп'ютерній Simulink-моделі. Виконано порівняння процесів зміни координат у процесі наведення, які отримано на створеній її комп'ютерній моделі і діючій бойовій машині. Порівняння отриманих результатів показали досягнення достатньої точності співпадіння часових залежностей координат електромеханічних систем наведення.