Статті
Постійне посилання на розділhttps://dspace.nuft.edu.ua/handle/123456789/7372
Переглянути
46 результатів
Результати пошуку
Документ Моделювання гідродинамічної структури потоків при безперервному віброекстрагуванні на основі комірчастої моделі із зворотними потоками(2017) Мисюра, Тарас Григорович; Зав'ялов, Володимир Леонідович; Лобок, Олексій Петрович; Попова, Наталія Вікторівна; Запорожець, Юлія ВладиславівнаЕфективна робота віброекстракційної апаратури передбачає оптимізацію співвідношення між мікро-і макромасштабними параметрами дії турбулентних пульсуючих струменів, що можливо здійснити лише при більш глибокому аналізі їх природи на стадії генерування віброперемішувальними пристроями і розповсюдження в робочому об’ємі апарата. Разом з тим, відомі методи розрахунку гідродинамічних, теплових і масообміних характеристик традиційних екстракторів є непридатними у практичному використанні для віброекстракторів. В представлених матеріалах зосереджено увагу на математичному описі моделі структури потоків на основі реальної комірчастої моделі із зворотними потоками за результатами випробувань пілотного віброекстрактора безперервної дії колонного типу. Показано, що в реальних умовах ідеалізовані моделі структури потоків в апаратах з інтенсивним гідродинамічним режимом руху фаз не забезпечують належну точність опису гідродинамічної структури потоків за причиною наявності в робочому об’ємі апарата додаткових гідродинамічних ефектів внаслідок створення віброперемішувальними пристроями нерівномірного профілю швидкостей окремих потоків в поперечному перерізі апарата – поздовжнім перемішуванням. Для встановлення, обґрунтованого в заданих технологічних межах зв’язку між конструктивними та технологічними параметрами процесу, застосовувалась аналітична теорія структури потоку. Представлені аналітичні дослідження структури гідродинамічних робочих потоків в умовах твердофазового безперервного віброекстрагування з урахуванням щільності зовнішніх джерел накопичення цільового компонента на основі комірчастої моделі із зворотними потоками. Для спрощеного введення початкових параметрів та для наочного зображення результатів розрахунків було створено віртуальний тренажер. Аналітичні результати можуть бути використані на стадії проектування, конструювання віброекстракційної апаратури та при розв’язанні оптимізаційних задач. Створена за відповідним алгоритмом програма розрахунків реалізована за допомогою пакета MatLAB і дозволяє визначити розподіл концентрацій екстрактивної речовини за проточними і застійними зонами окремо по кожній фазі в часі, а також у кожній комірці робочої зони віброекстрактора безперервної дії. Effective operation of the vibroextraction apparatus provides for optimizing the relationship between the micro- and macro-scale parameters of the action of turbulent pulsating jets, which is possible only with a deeper analysis of their nature at the stage of generation by vibro-mixing devices and propagation in the working volume of the apparatus. At the same time, methods for calculating the hydrodynamic, thermal, and mass-exchange characteristics of traditional extractors are currently unsuitable for practical use for vibro-extractors. The presented materials focus on the mathematical description of the flow pattern model on the basis of a real cell model with backflows based on the results of testing a continuous column-type vibro-extractor. It is shown that in real conditions idealized models of the flow pattern in devices with an intensive hydrodynamic regime of the phases do not provide the proper accuracy of the description of the hydrodynamic flow structure due to the presence of additional hydrodynamic effects in the working volume of the apparatus due to the creation by vibromixing devices of an unequal velocity profile of individual flows in the cross section of the apparatus – Longitudinal mixing. To establish the connection between the design and technological parameters of the process, justified within given technological limits, an analytical theory of the flow structure was used. Presented analytical studies the structure of hydrodynamic workflows under conditions of two-phase continuous vibroextraction taking into account the density of external sources of accumulation of the target component based on the collar model with backflows. To simplify the input of initial parameters and to visualize the results of calculations, a virtual simulator was created. Analytical results can be used at the design stage, the design of vibroextraction equipment and in solving optimization problems. The calculation program created by the corresponding algorithm is implemented using the MatLAB package and allows determining the distribution of extractant concentrations with flow and stagnant zones separately for each phase in time, as well as in each cell of the working zone of the continuous vibroextractor.Документ Математичний опис структури гідродинамічних потоків при віброекстрагуванні на основі комірчастої моделі(2017-10) Мисюра, Тарас Григорович; Зав'ялов, Володимир Леонідович; Лобок, Олексій Петрович; Попова, Наталія Вікторівна; Запорожець, Юлія ВладиславівнаУ статті представлено аналітичні дослідження структури гідродинамічних робочих потоків в умовах твердофазового безперервного віброекстрагування з урахуванням щільності зовнішніх джерел накопичення цільового компонента на основі коміркової моделі із зворотними потоками. Для спрощеного введення початкових параметрів та для наочного зображення результатів розрахунків було створено віртуальний тренажер. Аналітичні результати можуть бути використані на стадії проектування, конструювання віброекстракційної апаратури та при розв’язанні оптимізаційних задач. Створена за відповідним алгоритмом програма розрахунків реалізована за допомогою пакета MatLAB і дає змогу визначити розподіл концентрацій екстрактивної речовини за проточними і застійними зонами окремо по кожній фазі в часі, а також у кожній комірці робочої зони віброекстрактора безперервної дії. The paper presents analytical studies of the structure of hydrodynamic working flows in the conditions of solid phase continuous vibration extraction taking into account the density of external sources of accumulation of the target component on the basis of a cell model with reverse flows. A virtual simulator was created to simplify the input of the initial parameters and to visualize the results of calculations. Analytical results can be used at the design stage, the design of vibroextraction equipment and in solving optimization problems. The corresponding calculation algorithm is implemented using the MatLAB package and allows determining the distribution of concentrations of the extractive substance in the flow and stagnation zones separately for each phase in time, as well as in each cell of the working zone of the continuous vibration excretory.Документ Математичне моделювання масоперенесення при періодичному віброекстрагуванні з рослинної сировини(2015) Зав'ялов, Володимир Леонідович; Деканський, Вадим Євгенійович; Лобок, Олексій Петрович; Мисюра, Тарас Григорович; Бодров, Віктор СеменовичУ статті представлено результат и математичного моделювання масоперенесення при періодичному віброекстрагуванні з рослинної сировини. Математично обґрунтовано явищ а масоперенесення на рівні молекулярної дифузії та конвективного перенесення цільової речовини в робочом у об 'ємі віброекстрактора періодичної дії. Отриманий математичний опис процесу мож е бути використано для моделювання кінетики періодичного екстрагування з рослинної сировини, а також як базовий для моделювання більш складних явищ теплових і масообмінних процесів.Документ Розроблення автоматизованої системи керування технологічними процесами виробництва хліба з використанням сценарного підходу(2016) Гончаренко, Борис Миколайович; Кишенько, Василь Дмитрович; Лобок, Олексій Петрович; Кронг (Довженко), Євгенія Володимирівна; Віхрова, Лариса ГригорівнаРозглянуті підходи до інтенсифікації хлібопекарного виробництва, які забезпечують попит населення України у хлібопекарних виробах.Документ Застосування лінійних матричних нерівностей при синтезі модального керування багатомірними лінійними системами(2018) Лобок, Олексій Петрович; Гончаренко, Борис Миколайович; Сич, Марина АнатоліївнаУ статті наведено розв’язок задачі побудови модальних регуляторів для лінійних багатовимірних систем, що забезпечують D-стійкість (асимптотичну стійкість) об’єкта керування. Керування представлено у вигляді регуляторів, що забезпечують зворотний зв’язок за виходом об’єкта керування, і здійснюється з використанням спостерігачів Луенбергера повного і зниженого порядку. Для обчислення матриць регуляторів застосовано техніку лінійних матричних нерівностей і узагальнення поняття стійкості за Ляпуновим (D-стійкість). Наведено теореми, що дають необхідні і достатні умови D-стійкості керованої системи. Запропоновано конструктивний розв’язок задачі синтезу D-стабілізувальних (модальних) регуляторів за вимірюваним виходом об’єкта керування, заснований на побудові спостерігачів стану об ’єкта певного порядку. Розв ’язок отримано на основі використання теорії лінійних матричних нерівностей (LMI). Для чисельного моделювання отриманих модальних регуляторів можна використовувати ефективні методи опуклої оптимізації і відповідне програмне забезпечення, яке входить до ряду пакетів прикладних програм, зокрема, в систему MatLab. Описано методи розв ’язання не тільки прямої задачі модального керування, коли вибір параметрів регулятора забезпечує збіг коренів характеристичного рівняння замкненої системи з попередньо заданим набором комплексних чисел, розташованих у лівій частині комплексної площини, але й інших задач модального регулювання, в яких вимога точного розміщення коренів у лівій комплексній півплощині вже не накладається, а потрібна лише їх приналежність до заданих областей. Такі області, описані системою лінійних матричних нерівностей, називаються LMI-областями. The paper gives a solution to the problem of constructing modal regulators for linear multidimensional systems that provide D-stability (asymptotic stability) of the control object. The control is represented as regulators providing feedback on the output of the control object, and it uses the full and low order observers of Luenberger. To calculate the matrices of the regulators, we use the technique of linear matrix inequalities and generalization of the Lyapunov stability concept (D-stability). The theorems which give necessary and sufficient conditions for D-stability of the controlled system are given. The constructive solution of the problem of synthesis of D-stabilizing (modal) regulators according to the measured output of the control object, based on the construction of observers of the state of the object of the complete and reduced order, is given. The solution is obtained based on the use of the theory of linear matrix inequalities (LMI). For numerical simulation of the obtained modal regulators you can use effective methods of convex optimization and corresponding software that is included in a number of application packages, in particular, in the MatLab system. In this paper we describe methods for solving not only the direct problem of modal control, when the choice of parameters of a regulator is ensured by the coincidence of the roots of the characteristic equation of a closed system with a predefined set of complex numbers located on the left side of the complex plane, but also other problems of modal control, in which the requirement of the exact placement of the roots in the left integrated half-plane is not superimposed, but only their membership in certain specified areas is required. Such areas, described by a system of linear matrix inequalities (LMI), are called LMI domains.Документ Визначення D-області стійкості дробових лінійних динамічних систем(2018) Лобок, Олексій Петрович; Гончаренко, Борис Миколайович; Савіцька, Наталія Митрофанівна; Віхрова, Лариса ГригорівнаУ статті наведено розв’язок задачі виділення області стійкої стабілізації лінійних динамічних систем з PI^λ D^μ -регулятором дробового порядку. Завдяки використанню методу D-розбиття отримано аналітичні формули, що визначають межі області стійкості системи «об’єкт» + «дробовий PI^λ D^μ -регулятор» стосовно автоматичного керування процесом біологічного очищення забруднених вод активним мулом. Границя між областями, де система стійка або нестійка, в просторі параметрів налаштувань kp, kt, kd дробового PI^λ D^μ -регулятора складається з трьох частин: Г = Г0 +Гω +Г∞. Складова Г0 визначається з умови перетину дійсним коренем характеристичного рівняння уявної осі s -площини при s = 0 . Складова Гω визначається з умови перетину парою комплексно сполучених коренів уявної осі при s = jω, де j =√-1 — уявна одиниця. Складова Г∞ визначається перетином дійсними коренями квазіполінома (10) уявної осі при s = ∞ і може бути визначена з умови pn = 0. На основі методу D-split отримано аналітичні вирази, що описують межі глобальної області стійкості лінійних динамічних систем дробового порядку типу «вхід-вихід» з дробовими PI^λ D^μ -регуляторами. Розроблено відповідне алгоритмічне програмне забезпечення, яке не наведено в цій статті. Оцінено ефективність результатів виділення стійкості в умовах застосування дробового PI^λ D^μ -регулятора. Подальші дослідження можуть бути пов’язані з пошуком як оптимальних параметрів коригування, так і дробових налаштувань диферінтеграторів, включених у регулятор, відповідно до вибраного критерію оптимальності. In the article the solution of the problem of the selection of the region of stability of linear dynamical systems with PI^λ D^μ --regulator of fractional order is given. Using the D- split method, we obtain analytical formulas that determine the limits of the region of stable stabilization of the “object + fractional-regulator” system. The obtained results relate to the control system for biological purification of contaminated water by active sludge. The boundary between areas where the system is stable or unstable, in the configuration settings space kp , ki, kd of the fractional controller PI^λ D^μ --consists of three parts: Г = Г0 +Гω +Г∞. The constituent Г0 is determined from the condition of intersection of the real root of the characteristic equation of the imaginary axis s -plane with s = 0. The constituent Гω is determined by the condition of intersection of a pair of complexly connected roots of the imaginary axis at s = jrn , where j =√-1 is the imaginary unit. The constituent Г∞ is determined by intersection of the real roots of the quasi-polynomial of the imaginary axis with s = ∞ and can be determined from the condition pn = 0. On the basis of the D-split method, we obtain analytical expressions that describe the boundaries of the global region of the stability of linear dynamic systems of the fractional order of the “input-output” type with the fractional PI^λ D^μ - regulators. An appropriate algorithmic software was developed, which is not given in this article. Further research may be related to the search for both optimal adjustment parameters and fractional orders of the diperegenerators included in the regulator, according to some chosen optimality criterion.Документ Моделювання оптимального автоматичного керування процесом біологічної очистки забруднених вод регуляторами дробового порядку(2017) Лобок, Олексій Петрович; Гончаренко, Борис Миколайович; Сич, Марина АнатоліївнаУ статті розглядається і вирішується завдання чисельного моделювання щодо керування процесом біологічної очистки забруднених вод за допомогою дробових PIλDμ -регуляторів. Отримано оптимальні налаштування дробових регуляторів, досліджено динаміку перехідних процесів керувального впливу і вихідного показника стану очисної системи. Проведено чисельне моделювання керування дробовими PIλDμ -регулятором і класичним PID- регулятором, показана висока ефективність дробових регуляторів. The problem of modeling the control of the process of biological treatment of polluted water using fractional regulators is considered and solved in the paper. Mathematical modeling of the biological purification process as a control object is considered, a linear dynamic control model is obtained. The criterion of the quality of automatic control of a fractional regulator by the functioning of a biological water purification system has been introduced. Optimum tunings of fractional regulators are obtained, the dynamics of transient processes of control action and the state of the purification system is investigated. Numerical simulation of fractional and classical control is carried out, a higher efficiency of fractional regulators is shown.Документ Задача оптимального мінімаксного граничного керування об’єктами з розподіленими параметрами(2018) Лобок, Олексій Петрович; Cавицька, Наталія Митрофанівна; Гончаренко, Борис Миколайович; Сич, Марина АнатоліївнаРозв’язується задача синтезу мінімаксного керування для об’єктів, які описуються двовимірним рівнянням теплопровідності параболічного типу. Вперше застосовано мінімаксний підхід для керування об’єктами, які описуються двовимірним рівнянням теплопровідності параболічного типу; розглянуто теоретичні положення синтезу мінімаксних регуляторів для випадків зосереджених граничних (точкових) та рухомих регуляторів; розроблено алгоритмічно-програмне забезпечення, яке дозволяє моделювати динаміку побудованих мінімаксних регуляторів та досліджувати відповідні перехідні процеси The problem of the synthesis of the minimax control for objects described by the two-dimensional equation of heat conductivity of a parabolic type is solved. For the first time, a minimuma approach was used to control the objects described by a two-dimensional parabolic-type heat equation; The theoretical positions of synthesis of minimax regulators for cases of lumped boundary (point) and moving regulators are considered; algorithmic software was developed that allows to simulate the dynamics of the constructed mini-regulators and to investigate the corresponding transientsДокумент Чисельне моделювання стабільності D-області стійкості дробових лінійних динамічних систем(2018) Лобок, Олексій Петрович; Гончаренко, Борис Миколайович; Сич, Марина Анатоліївна; Віхрова, Лариса ГригорівнаНа основі аналітичного розв’язку завдання виділення D-області стійкості лінійних динамічних систем з - регулятором дробового порядкунаводяться деякі результати обчислювальних експериментів. Використовуючи метод D-розбиття, отримані аналітичні формули, що визначають D-межі області стійкої стабілізації системи "об'єкт" + "дробовий - регулятор" використані для обчислювального експерименту стосовнокерування біологічним очищенням забруднених вод активним мулом Тhe solution of the problem of these lection of there gion of stability of linear dynamical systems with - regulators a factor of fractional or derisgiven. Using the D-splitmethod, weobtainana lytical formul a sthat determine the limit softheregion of stablestabilization of the "object" + "fractional-regulator" system. There sult sobtainedre late to the control system forbio logical purification of contaminated water by actives ludgeДокумент Застосування регуляторів дробового порядку при синтезі оптимального автоматичного керування(2017) Ляшенко, Максим Олександрович; Лобок, Олексій Петрович; Гончаренко, Борис Миколайович; Сич, Марина АнатоліївнаРозглядається задача застосування дробових - регуляторів при керуванні технологічними процесами, описуваними диференційними рівняннями, наприклад, процесом біологічної очистки забруднених вод або іншими. Проведена лінеаризація і дискретизація виразів моделей об’єкта керування і регулятора. Наведений критерій якості керування очищенням та сформульована задача оптимального керування. Отримані оптимальні налаштування дробових регуляторів, досліджена методом послідовного перебору динаміка оптимального керування. Проведено моделювання керування дробовими - і класичним PID - регулятором, показана висока ефективність дробових регуляторів.