Введение
1. Проблема управления температурными режимами жидкометаллической ванны в газовых отражательных печах для плавления алюминиевых сплавов 13
1.1 Современные плавильные печи для алюминиевых сплавов 13
1.2 Влияние температуры жидкой фазы на свойства сплава в процессе его приготовления в газовых отражательных плавильных печах 19
1.3 Существующие методы контроля и регулирования температуры жидкой фазы в газовых плавильных и раздаточных печах для алюминиевых сплавов. Задачи исследования 23
2. Газовая отражательная печь для алюминиевых сплавов как объект автоматического регулирования температурой жидкого металла 29
2.1 Основные уравнения и определяющие параметры процесса внешнего теплообмена 29
2.1.1 Базовая система уравнений внешнего теплообмена 30
2.1.2 Определение основных параметров процесса внешнего теплообмена 35
2.2 Математическое моделирование процессов нагрева жидкого металла 42
2.3 Структурное моделирование объекта управления 52
2.3.1 Линеаризованная система уравнений объекта управления и структурная схема объекта управления 52
2.3.2 Передаточная функция жидкометаллической ванны 56
2.3.3 Передаточная функция звена внешнего теплообмена 59
2.3.4 Вывод передаточной функции объекта управления 64
2.4 Основные результаты и выводы 68
3. Дробно-рациональная аппроксимация передаточной функции объекта управления 70
3.1 Редукция к задаче минимизации ошибки равномерного приближения в области характеристик мнимых частот и общий метод её решения 71
3.2 Дробно-рациональная аппроксимация характеристик мнимых частот объекта управления 73
3.2.1 Справочные данные, используемые при решении задачи аппроксимации 76
3.2.2 Непосредственное решение задачи аппроксимации 78
3.3 Представление параметров аппроксимированной модели Ъ как функции глубины ванны х 88
3.4 Основные результаты и выводы 90
4. Экспериментальные исследования объекта управления 91
4.1 Контроль температуры расплава в плавильных печах 91
4.2 Передаточная функция термопары погружения 94
4.3 Постановка экспериментальных исследований 95
4.4 Сравнительный анализ теоретических и экспериментальных исследований объекта управления 96
4.5 Основные результаты и выводы 98
5. Алгоритмы программного оптимального управления температурным режимом жидкометалличсской ванны 99
5.1 Постановка задачи оптимального быстродействия и алгоритмы программно оптимального управления расходом топлива 100
5.2 Алгоритмы оптимального по быстродействию управления с учётом фазовых ограничений на максимальную температуру 105
5.3 Основные результаты и выводы 109
6. Синтез оптимальной по быстродействию системы управления 111
6.1 САО с двухинтервальным управлением 111
6.2 САО с фазовым ограничением на допустимую температуру 116
6.3 Система стабилизации температуры расплава 120
6.4 Влияние возмущений 123
6.5 Основные результаты и выводы 128
Заключение 129
Библиографический список 130
