МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ

РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

МОСКОВСКИЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ

(ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ)

Институт Автоматики и Вычислительной Техники

Кафедра Управления и Информатики

О Т Ч Е Т

о лабораторном практикуме

по дисциплине

ИМИТАЦИОННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ И ТРЕНАЖЕРЫ

на тему

Разработка, машинная реализация моделирующего алгоритма процесса функционирования технологического объекта Сушка

и синтез алгоритма оптимального управления в условиях неопределенности

Студенты гр. А-01-07 Новикова Е.А.

Преподаватель Рюкин А.Н.

Москва 2011

Содержание.

Глава1. Построение концептуальной модели системы и ее формализация.

1. Постановка задачи машинного моделирования.

2. Анализ задачи моделирования.

3. Определение требований к исходной информации.

4. Определение параметров и переменных.

5. Установление основного содержания модели.

1.6 Обоснование критериев оценки эффективности системы.

7. Определение процедур аппроксимации.

8. Описание концептуальной модели системы.

Глава 2. Алгоритмизация модели и ее машинная реализация.

Глава 3. Получение и интерпретация результатов моделирования.

3.1. Выявление зависимости выходных переменных от X1.

3.2. Выявление зависимости выходных переменных от x2.

3.3. Выявление зависимости выходных переменных от U1.

3.4. Выявление зависимости выходных переменных от u2.

3.5. Изучение стационарности объекта.

3.6. Режим нормальный эксплуатации.

3.7. Определение статистических характеристик для X1 и X2.

Глава 4. Разработка тренажера. Синтез алгоритма оптимального управления в условиях неопределенности.

Глава 1. Построение концептуальной модели системы и ее формализация.

1. Постановка задачи машинного моделирования.

Целью данной работы является разработка и машинная реализация моделирующего алгоритма процесса функционирования технологического объекта «Сушка». Использование имитационной модели позволяет решать многие задачи, возникающие как в процессе исследования объекта, так и при дальнейшем обучении технологов работе с объектом. Эти два аспекта делают задачу разработки имитационной модели достаточно важной в современном мире. Сущность машинного моделирования системы состоит в проведении на ЭВМ эксперимента с моделью этой системы, которая представляет собой некоторый программный комплекс, описывающий поведение элементов системы в процессе ее функционирования во внешней среде.

2. Анализ задачи моделирования.

Приведем описание изучаемого технологического процесса - сушки. Рассмотрим процесс конвективной сушки, т.е. сушки путем непосредственного соприкосновения высушиваемого материала с сушильным агентом, в качестве которого обычно используют топочные газы.

Основным или простым процессом сушки воздухом называют наиболее распространенный сушильный процесс, при котором воздух нагревается только один раз в подогревателе перед сушилкой и однократно проходит через сушилку, передавая материалу тепло и унося влагу.

Процесс сушки протекает следующим образом (рис. 1.1)

Сырье с исходной влажностью x2 и температурой x1 из бункера подается с помощью транспортера в сушильную камеру, куда одновременно нагнетается нагретый воздух (смесь воздуха и топочных газов определенной температуры и влажности).

Передвигаясь от загрузочного сечения к выходу, материал соприкасается с агентом сушки, нагревается до температуры y1; при этом влажность высушиваемого материала снижается до y2.

Рис.1.1. Графическое изображение сушки.

Рассмотрим факторы, влияющие на ход процесса сушки.

Чтобы процесс сушки был интенсивным и экономичным, начальная температура агента сушки выбирается максимальной в пределах, допускаемых свойствами материала.

При конвективной, даже высокотемпературной сушке конечная влажность материала y2 зависит не только от температуры отходящих газов, но и от их влажности. С повышением начальной влажности среды для получения продукта с одной и той же влажностью необходимо повышать температуру отработанных газов.

На качество готового продукта и интенсивность сушки большое влияние оказывает специальная подготовка материала (дробление, нагревание, разрыхление и т. д.)

Температура материала to также является важным технологическим параметром.

Для определения оптимального режима сушки важно знать не только изменение температуры частицы во времени, но и величину градиента температуры.

Конечная температура материала y1 зависит, в конечном счете, от

влажности x2.

Теперь, когда понятны основные технологические принципы процесса выращивания кристалла, выделим эндогенные (зависимые) и экзогенные (независимые) переменные модели:

Независимые:

1. X₁ – температура сырья

2. X₂ – влажность сырья

3. U₁ – подача сырья

4. U₂ – расход теплоносителя

Зависимые:

1. Y₁ – температура продукта

2. Y₂ – влажность продукта

3. Y₃ – температура в сушильной камере

Под оптимальным процессом сушки следует понимать такой, при котором обеспечивается наилучшее качество продукта при минимальных затратах тепла и электроэнергии.