ОПТИМАЛЬНОЕ УПРАВЛЕНИЕ ПОТОКОМ МАТЕРИАЛА НА ВХОДЕ МАГИСТРАЛЬНОГО КОНВЕЙЕРА

Авторы

  • О.М. Пигнастый Национальный технический университет «ХПИ»
  • В.Д. Ходусов Харьковский национальный университет им. В.Н.Каразина

DOI:

https://doi.org/10.18413/2687-0932-2020-47-1-135-153

Ключевые слова:

конвейер, производственная линия, предмет труда, поточная линия, PDE-модель производства, параметры состояния поточной линии, технологическая позиция, переходной период, системы управления производством, оптимальное управление, функция Понтрягина, функция Лагранжа, дифференциальные связи, аккумулирующий бункер, распределенная система

Аннотация

В статье решена задача оптимального управления величиной входного потока материала магистрального конвейера с аккумулирующим бункером. Для описания магистрального конвейера использована PDE-model поточной линии. Магистральный конвейер представлен в виде сложной динамической распределенной системы. Предложен алгоритм построения оптимального управления потоком материала из аккумулирующего бункера. Алгоритм позволяет обеспечить минимальное отклонение выходного грузопотока материала от заданного планового значения. Синтез оптимальных управлений выполнен с учетом ограничений на размер аккумулирующего бункера и ограничения на величину управления. При проектировании оптимальных управлений полагается, что скорость конвейерной ленты магистрального конвейера является постоянной. Детально анализируется динамика заполнения материалом аккумулирующего бункера для разных алгоритмов управления. Представлены варианты точек переключения значения оптимального управления. Отдельно анализируются случаи оптимального управления, когда фазовая координата не достигает фазовых ограничений и когда фазовая координата находится на фазовом ограничении.

Биографии авторов

О.М. Пигнастый, Национальный технический университет «ХПИ»

доктор технических наук, доцент, профессор кафедры распределенных
информационных систем и облачных технологий Национального
технического университета «Харьковский политехнический институт»

В.Д. Ходусов, Харьковский национальный университет им. В.Н.Каразина

доктор физико-математических наук, профессор, заведующий кафедрой
теоретической ядерной физики и высшей математики им. А.И. Ахиезера
Харьковского национального университета им. В.Н.Каразина

Библиографические ссылки

Араманович И.Г., Лунц Г.Л., Эльсгольц Л.Э., 1968. Функции комплексного переменного. Операционное исчисление. Теория устойчивости. М., Изд-во «Наука», Главная редакция физико-математической литературы, 416.

Пигнастый О.М., 2007. Статистическая теория производственных систем. Х., Изд. ХНУ им. Каразина, 388.

Пигнастый О.М., Ходусов В.Д., 2016. Модель одноузловой конвейерной линии с постоянной скоростью перемещения предметов труда. Математичне моделювання. Інформаційні технології. Автоматизовані системи управління. Харків, ХНУ. 32: 60–74.

Пигнастый О.М., Ходусов В.Д., 2017. Диффузионное описание производственного процесса Математичне моделювання. Інформаційні технології. Автоматизовані системи управління. Харків: ХНУ. 35(1): 61–73. https://periodicals.karazin.ua/mia/article/view/9842

Понтрягин Л.С., Болтянский В.Г., Гамкрелидзе Р.В., 1983. Математическая теория оптимальных процессов. М., Наука, 392.

Прокуда В.Н., Мишанский Ю.А., Проценко С.Н., 2012. Исследование и оценка грузопотоков на магистральном конвейерном транспорте ПСП «Шахта «Павлоградская» ПАО ДТЭК «Павлоградуголь». Горная электромеханика. 88: 107–111.

Проценко С.Н., 2008. Снижение энергопотребления на конвейерном транспорте угольных шахт. Горная электромеханика и автоматика, Науч.-техн. сб. 81: 31–40. http://vde.nmu.org.ua/ua/science/ntz/archive/81/5.pdf.

Разумный Ю.Т., Рухлов А.В., Козарь А.В., 2006. Повышение энергоэффективности конвейерного транспорта угольных шахт. Горная электромеханика и автоматика, Науч.-техн. сб. 76: 24-28. http://masters.donntu.org/2011/fkita/makarov/library/5.pdf.

Старков В.Н., 2000. Операционное исчисление и его применения. СПб., Санкт-Петербургский государственный университет, 65.

Шахмейстер Л.Г., 1983. Вероятностные методы расчета транспортирующих машин. М., Машиностроение, 312.

Шахмейстер Л.Г., Дмитриев В.Г., 1978. Теория и расчет ленточных конвейеров. М.: Машиностроение, 392.

Шахмейстер Л.Г., Дмитриев В.Г., Лобачёва А.К., 1972. Динамика грузопотоков и регулирование скорости ленточных конвейеров. М., Недра, 173.

BARTEC GmbH (Germany). https://www.bartec.de (2020) – Available at http://www.bartec.kz/files/mining/for-conveyance.pdf (accessed 10 January 2020).

DIN 22101:2002-08., 2002. Continous conveyors. Belt conveyors for loose bulk materials. Basics for calculation and dimensioning. Normenausschuss Bergbau (FABERG) im DIN Deutsches Institut für Normung e. V. Normenausschuss Maschinenbau (NAM) im DIN51.

Halepoto I.A., Shaikh M.Z., Chowdhry B.S., 2016. Design and Implementation of Intelligent Energy Efficient Conveyor System Based on Variable Speed Drive Model. Control and Physical Modeling International Journal of Control and Automation. 9(6): 379-388. DOI10.14257/ijca.2016.9.6.36

Hiltermann J., Lodewijks G., Schott D.L., Rijsenbrij J.C., Dekkers J., Pang Y., 2011. A methodology to predict power savings of troughed belt conveyors by speed control. Particulate science and technology. 29(1): 14–27. DOI: 10.1080/02726351.2010.491105

http://conveyorbeltguide.com (2020) Available at http://conveyorbeltguide.com/first-aid.html. (accessed 10 January 2020).

Lauhoff H., 2005. Speed Control on Belt Conveyors – Does it Really Save Energy? Bulk Solids Handling Publ. 25(6): 368–377.

Pihnastyi O.M., Khodusov V.D., 2017. Model of conveyer with the regulable speed. Bulletin of the South Ural State University. Ser. Mathematical Modelling, Programming & Computer Software (Bulletin SUSUMMCS), 10(4): 64-77. DOI: 10.14529/mmp170407

Pihnastyi O.M., 2018. Statistical theory of control systems of the flow production. LAP LAMBERT Academic Publishing, 436. ISBN: 978-613-9-95512-1.

Semenchenko A., Stadnik M., Belitsky P., Semenchenko D., Stepanenko O., 2016. The impact of an uneven loading of a belt conveyor on the loading of drive motors and energy consumption in transportation. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies. 4/1(82): 42–51.

Shanghai Keda Heavy Industry Group Co., Ltd. http://en.kdhi.net (2020). (accessed 10 January 2020).


Просмотров аннотации: 223

Опубликован

2020-08-13

Как цитировать

Пигнастый, О., & Ходусов, В. (2020). ОПТИМАЛЬНОЕ УПРАВЛЕНИЕ ПОТОКОМ МАТЕРИАЛА НА ВХОДЕ МАГИСТРАЛЬНОГО КОНВЕЙЕРА. Экономика. Информатика, 47(1), 135-153. https://doi.org/10.18413/2687-0932-2020-47-1-135-153

Выпуск

Раздел

КОМПЬЮТЕРНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ