сотрудник
Иваново, Ивановская область, Россия
сотрудник
Иваново, Ивановская область, Россия
сотрудник
Иваново, Ивановская область, Россия
студент
Иваново, Ивановская область, Россия
ГРНТИ 50.43 Системы автоматического управления, регулирования и контроля
Химический реактор является одним из основных аппаратов в химической промышленности. Несмотря на значительное количество работ, связанных с автоматизацией и управлением химическими реакторами, проблема синтеза систем управления, обеспечивающих поддержание оптимальных режимов их работы, остается до конца не решенной. Это объясняется основной особенностью химических реакторов как объектов управления: многомерностью, нелинейностью и многосвязностью. Выходом из данной ситуации является развитие физической теории управления и, в частности, синергетической теории управления. В работе решена задача аналитического синтеза нелинейного закона управления концентрацией целевого компонента в химическом реакторе. Для решения поставленной задачи использованыметоды теории синергетического управления, методы моделирования и методы вычислительного эксперимента. Рассмотрен химический реактор емкостного типа, снабженный механической мешалкой и теплообменной рубашкой. Аппарат функционирует в политропическом режиме. В реакторе реализуется многостадийная последовательно-параллельная экзотермическая реакция. Целью функционирования химического реактора является получение целевого продукта заданной концентрации. Используя метод аналитического конструирования агрегированных регуляторов, синтезирован нелинейный алгоритм управления, решающий задачу стабилизации концентрации целевого компонента в химическом реакторе в условиях действияна объект возмущений. Компьютерное моделирование замкнутой системы управленияпоказало такие свойства системы управления, как инвариантность к возмущениям, ковариантность с задающими воздействиями и асимптотическая устойчивость.
аналитическое конструирование агрегированных регуляторов, синергетическая теория управления, химический реактор, система управления, компьютерное моделирование
1. Кафаров В.В. Методы кибернетики в химии и химической технологии. 4-е изд. перераб. и доп. М.: Химия, 1985. 448 с.
2. Лабутин А.Н., Исаенков А.Е., Волкова Г.В. Оптимальный синтез гибкой реакторной системы // Изв. вузов. Химия и хим. технология. 2010. № 12. С. 125-127.
3. Дворецкий Д.С., Дворецкий С.И., Островский Г.М. Интегрированное проектирование энерго- и ресурсосберегающих химико-технологических процессов и систем управления: стратегия, методы и применение // Теорет. основы хим. технологии. 2008. №1. С. 29-39.
4. Колесников А.А. Синергетическая теория управления. М.: Энергоатомиздат. 1994. 344 с.
5. Labutin A.N., Nevinitsyn V.Y. Analytical Synthesis of Chemical Reactor Control System // Theor. Found. Chem. Eng. 2014. Vol. 48. no. 3. p. 296-300. DOI:https://doi.org/10.1134/S0040579514030105.
6. Лабутин А.Н., Невиницын В.Ю. Синтез нелинейного алгоритма управления химическим реактором с использованием синергетического подхода // Изв. вузов. Химия и хим. технология. 2017. № 2. С. 38-44.
7. Labutin A.N., Nevinitsyn V.Y. Analytical Synthesis of Chemical Reactor Control System // International Journal of Advanced Studies. 2016. vol. 6. no. 1. p. 27-37. DOI:https://doi.org/10.12731/2227-930X-2016-1-27-37.
8. Лабутин А.Н., Невиницын В.Ю., Деветьяров А.Н., Волкова Г.В. Cинтез эффективного комплекса «реактор - управляющая система» с использованием синергетического подхода // Химическая промышленность. 2014. Т. XCI. № 2. С. 63-67.
9. Александров А.Г. Синтез регуляторов многомерных систем. М.: Машиностроение, 1986. 272 с.
10. Невиницын В.Ю., Лабутин А.Н., Волкова Г.В., Деветьяров А.Н. Системный анализ химического реактора как объекта управления // Изв. вузов. Химия и хим. технология. 2017. Т. 60. № 9. С. 92-99.
