Все статьи
Конструирование моделей и алгоритмов интеллектуализации процессов управления динамическими объектами в условиях неопределенности
Актуальность и востребованность темы диссертации. На сегодняшний день в мировой практике в сфере автоматизации ведущее место занимает создание высокоэффективных систем управления технологическими процессами с привлечением интеллектуальных технологий. Одной из наиболее актуальных задач стремительно развивающегося современного информационного общества является управление реальными динамическими системами на основе обработки и анализа огромных потоков данных. В этом направлении определенные успехи достигнуты в ведущих странах мира, таких как США, Германия, Япония, Южная Корея и др., где уделяется пристальное внимание по совершенствованию системы управления технологическими объектами для обеспечения конкурентоспособность продуктов и эффективности производства в промышленной и непромышленной сфере. В настоящие время в этих странах применяемые интеллектуальные системы управления производством составляют около 40-45%'. В результате этого обеспечивается уменьшение расхода ресурсов и энергии на 35%2.
В Республике Узбекистан проводятся широкомасштабные мероприятия по эффективной организации мер по созданию высокоэффективных систем управления технологическими процессами и производствами. В этой сфере, в том числе, по разработке эффективных систем управления отдельными технологическими объектами в различных отраслях производства, интеллектуализации процессов управления, совершенствовании методов исследования интеллектуальных систем управления, создании интеллектуальных средств процессов управления, проводится ряд исследовательских работ.
В мире пристальное внимание уделяется разработке нейро-нечетких моделей и алгоритмов синтеза систем управления в задачах интеллектуализации систем управления технологическими объектами, формирования базы знаний и использования их при совершенствовании управляемых систем. В этой области осуществление целенаправленных научных исследований является приоритетной проблемой, при этом весьма актуальны исследования в следующих направлениях: разработка гибридных моделей динамических процессов на основе нейронных сетей и нечеткой логики, позволяющие учитывать особенности динамических объектов; интеллектуализация процессов управлении на основе совместного применения современных методов теории управления и принципов интеллектуализации; разработка инструментальных и программных средств интеллектуализации процессов управления; разработка высокоэффективных алгоритмов адаптивного и робастного управления; создание базы знаний на основе моделей и алгоритмов управления; разработка программноинструментальных средств интеллектуализации автоматизированного мониторинга и управления динамическими объектами в условиях неопределенности.
Данное диссертационное исследование в определенной степени служит выполнению задач, предусмотренных в Постановлении Президента Республики Узбекистан №ПП-1989 от 27 июня 2013 года «О мерах по дальнейшему развитию национальной информационно-коммуникационной системы», а также в других нормативно-правовых документах, принятых в данной сфере.
Целью исследования является разработка моделей и алгоритмов интеллектуализации процессов управления динамическими объектами в условиях неопределенности Научная новизна исследования заключается в следующем:
выявлены основные классы решаемых задач, разработаны принципы интеллектуализации процессов управления динамическими объектами, функционирующих в условиях неопределенности;
разработан качественно новый подход к созданию систем интеллектуализации процессов управления динамическими объектами, функционирующими в условиях неопределенности и расплывчатости производственных ситуаций, на основе интеграции методов современной теории управления и интеллектуальных технологий;
разработан комплекс интеллектуализированных гибридных моделей систем управления динамическими объектами, обладающий адаптивными свойствами, и позволяющий в отличие от известных типов моделей учитывать динамические особенности управляемых процессов;
разработаны алгоритмические основы конструирования моделирующих алгоритмов исследования динамических объектов, обеспечивающие эффективное решение задач выбора наилучших моделей и принятия управленческих решений;
создан интеллектуализированный решатель задач управления динамическими объектами, сочетающий в себе методы традиционной теории автоматического управления и принципы интеллектуального управления, в условиях структурной, параметрической и ситуационной неопределенностей;
разработаны алгоритмы определения неизмеряемых координат объекта, коррекции параметров системы управления, а также синтеза системы управления динамическими объектами на основе адаптивных нейро-нечетких и прогнозирующих моделей.
созданы алгоритмы синтеза адаптивной нейро-нечеткой комбинированной системы управления динамическими объектами, основанный на методе интерактивной адаптации, представляющий собой комбинацию алгоритма идентификации и генетических алгоритмов, который позволяет эффективно решать задачи управления промышленными объектами в условиях неопределенности.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
На основе проведённых исследований по докторской диссертации на тему «Конструирование моделей и алгоритмов интеллектуализации процессов управления динамическими объектами в условиях неопределенности» представлены следующие выводы:
1. На основе систематизации и анализа методов и алгоритмов решения задач интеллектуального управления динамическими объектами развиты теоретические основы создания систем интеллектуального управления динамическими объектами на основе сочетания методов теории автоматического управления и принципов интеллектуальных технологий.
2. Предложен качественно новый подход к созданию системы интеллектуализации процессов управления динамическими объектами, функционирующими в условиях неопределенности, на основе интеграции методов классической теории управления и интеллектуального управления.
3. Разработан комплекс интеллектуализированных гибридных моделей систем управления динамическими объектами, обладающий адаптивными свойствами, и позволяющий в отличие от известных типов моделей учитывать динамические особенности управляемых процессов.
4. На базе нейронных сетей, нечеткой логики, генетических алгоритмов и методов классической теории управления разработана методология конструирования гибридных моделей технологических процессов, являющаяся математической основой интеллектуализации процессов управления динамическими объектами, и позволяющая формировать модели сложно формализуемых процессов управления.
5. Разработаны алгоритмические основы конструирования моделирующих алгоритмов исследования динамических объектов, обеспечивающие эффективное решение задач выбора наилучших моделей функционирования систем в вычислительном отношении, основанные на сочетании метода анализа иерархии, процедур оценивания и методов нечетной логики.
6. Создан интеллектуализированный решатель задач управления динамическими объектами, сочетающий в себе методы традиционной теории автоматического управления и принципы интеллектуального управления в условиях структурной, параметрической и ситуационной неопределенностей.
7. Разработаны алгоритмы адаптивного прогнозирования, определения неизмеряемых координат системы и коррекции параметров системы управления, а также синтеза адаптивной нейро-нечеткой комбинированной системы управления динамическими объектами на основе метода интерактивной адаптации, представляющий собой комбинацию алгоритмов идентификации и генетических алгоритмов.
8. Предложен принцип иерархического многоуровневого моделирования и исследования интеллектуальных систем управления, базирующийся на иерархическом описании исследуемой системы интеллектуального управления.
9. Разработаны алгоритмы синтеза адаптивной нейро-нечеткой системы управления, включающие в себя процедуру определения архитектуры, разработку структуры и модели взаимодействия ее элементов, оценку влияния параметров нейронной сети на показатели качества системы, позволяющие повысить эффективность систем управления при неполных априорных сведениях относительно модели объекта управления и возмущений.
10. Создана система автоматизированного мониторинга и управления технологическими параметрами электроэнергетических объектов и нефтехимических комплексов, позволяющая выбирать оптимальные режимы работы технологических агрегатов, уменьшить энергозатраты и повысить производительность за счет сокращения удельного расхода используемой энергии, а также предотвратить различные аварийные ситуации.
Комплексная система оценки износостойкости трибосопряжений с использованием термодинамического подхода
Объекты исследования. Оценка изнашивания трибосопряжений, работающих в условиях абразивной среды, и трущихся пар, в которых процесс трения не сопровождается химическим взаимодействием с окружающей средой, а также оценка относительной износостойкости железнодорожных рельсов.
Цель работы. Теоретическое и экспериментальное исследование процесса разрушения поверхностных слоев металлических материалов при трении с использованием термодинамического подхода и разработка расчетноаналитических методов прогнозирования износостойкости трибосопряжений на стадии проектирования и изготовления.
Метод исследования. Термодинамический, с использованием I и II начал термодинамики, достижений термодинамики необратимых процессов, теории дислокаций, термофлуктуационной теории разрушения твердых тел.
Полученные результаты и их новизна. Впервые проведены и получены уникальные результаты комплексных исследований энергетического и энтропийного баланса с закономерностями процесса абразивного
изнашивания.
Разработана приспособления энергетического изнашивания.
оригинальная методика, специальная установка, и блок-схемы экспериментальных исследований и энтропийного баланса процесса абразивного
Теоретически обоснованы и экспериментально подтверждены новые свойства и закономерности поверхностного разрушения металлических материалов, заключающиеся в том, что разрушение происходит по мере накопления в деформируемых объемах пары трения плотности внутренней энергии предельной (критической) величины или плотности энтропии предельной (критической) величины. Показано, что эти характеристики не зависят от условий трения и являются физической константой, коррелирующей с теплофизическими свойствами материала.
Предложен ряд новых термодинамических критериев для оценки износостойкости конструкционных металлических материалов: критическая плотность внутренней энергии, критическая плотность энтропии, энергоемкость материала в процессе пластической деформации и коэффициент деформационного упрочнения и получены аналитические зависимости, послужившие научно-методологической основой прогнозирования и оценки работоспособности трибосопряжений.
Практическая значимость. Разработаны методы расчета износа и относительной износостойкости рельсов и деталей, работающих в условиях абразивного изнашивания, что позволит прогнозировать износостойкость трибосопряжений на стадии проектирования, а также осуществлять экспертную оценку износостойкости рельсов, приобретаемых предприятиями магистрального и промышленного транспорта в стадии тендера. Получено 2 патента в Государственном Патентном Ведомстве Республики Узбекистан.
Степень внедрения и экономическая эффективность. Научные разработки внедрены в ГАЖК «Узбекистан Темир Йуллари» с экономическим эффектом 4,06 млрд, сум, подтвержденный актом по форме Р-10, и в учебном процессе ТашИИТа, ТГТУ и Андижанского университета при подготовке бакалавров и магистров.
Область применения. Результаты исследования можно использовать в производственных условиях при проектировании узлов трения машин и механизмов, при закупке рельсов для предприятий железнодорожного транспорта, а также в учебном процессе технических высших учебных заведений.
Классификация основных финансовых показателей хозяйствующих субъектов
Каталитическое ацилирование бензазолин-2-онов и хиназолин-2,4-дионов
Объекты исследования: бензоксазолин-2-оны, бензотиазол ин-2-оны, бензимидазолин-2-оны, хиназолин-2,4-дионы.
Цель работы: систематическое исследование реакций ацилирования в ряду бензазолин-2-онов, хиназолин-2,4-дионов и выявление оптимальных условий реакции. Выявление факторов, влияющих на ход и направление реакций ацилирования.
Разработка удобных, эффективных методов синтеза производных бензазолин-2-онов, хиназолин-2,4-дионов и изыскание среди них биологически акшвных веществ.
Методы исследования: тонкий органический синтез, методы ИК, ЯМР ’Н спектроскопии, масс-спектрометрия, ТСХ, РСА.
Полученные результаты и их новизна: впервые изучением реакции бензазолин-2-онов и хиназолин-2,4-дионов с хлорангидридами карбоновых кислот с использованием каталитических количеств кислот Льюиса в отсутствии растворителя и нитробензоле, осуществлен синтез соответствующих ацил производных. Показано, что реакции ацилирования в зависимости от природы субстратов и ацилирующих агентов протекают в разных направлениях с образованием соответствующих 3-, 5- и 6-ацил-производных. Установлен ряд относительной активности катализаторов и 4-замещенных бензоилхлоридов в реакциях каталитического ацилирования З-бензилбензоксазолин-2-она.
Практическая значимость: в результате проведенных исследований разработаны простые и удобные методы синтеза 6-ацилбензазолин-2-онов, 3-бензил-6-ацилбензоксазолин-2-онов и 6-ацилхиназолин-2,4-дионов. Показано возможность осуществления реакций бензоксазолин-2-онов и З-бензилбензоксазолин-2-онов с хлорангидрадами алифатических кислот в отсутствии растворителя, что не удавалось при применении нитробензола. Среди синтезированных соединений выявлены биологически активные вещества.
Степень внедрения и экономическая эффективность: среди синтезированных соединений выявлены вещества, обладающие дефолиирующей и фунгицидной активностью. В перспективе они могут найти применение в качестве пестицидов в сельском хозяйстве.
Область применения: органическая химия, сельское хозяйство.
К ВОПРОСУ ЦИФРОВИЗАЦИИ ПРОИЗВОДСТВА НА ПРЕДПРИЯТИЯХ
К вопросу о понятии «цифровой публичный финансовый контроль»
Исследование качества дополнительно приобретенных знаний с помощью эрганомики интеллектуальных систем
Исследовательская работа посвящена определению качества процесса обучения дополнительно приобретенных знаний с использованием интеллектуальных систем на основе эргономического моделирования.
Исследование влияния различных режимов обработки на структуру натуральных волокон
Информационные модели ресурсов
Интерактивное обучение кибербезопасности
Интеллектуальная система управления гидротехническими сооружениями в открытых каналах с использованием искусственных нейронных сетей
ИИ в преподавании английского языка
Измеримые расслоения линейных операторов и их приложения к операторным алгебрам и дифференцированиям
Объекты исследования: модули Банаха - Канторовича, С -алгебры, алгебра измеримых операторов, некоммутативные алгебры Аренса, дифференцирования.
Цель работы: Реализация С -алгебр над кольцом измеримых функций в виде алгебр операторов на модулях Гильберта - Капланского, описание дифференцирований алгебры локально измеримых операторов, присоединенных к алгебре фон Неймана и её некоторых подалгебр.
Метод исследования: применены общие методы измеримых банаховых расслоений, функционального анализа, теории операторных алгебр.
Полученные результаты и их новизна: Доказано, что всякий циклически компактный оператор на модуле Банаха - Канторовича над L° представляется в виде измеримого расслоения компактных линейных операторов; доказано, что всякий V -фредгольмов оператор представляется в виде измеримого расслоения Фредгольмовых операторов; доказано, что всякая С -алгебра над L° изометрически *-изоморфна замкнутой подалгебре алгебры всех /^-ограниченных L0 -линейных операторов на модуле Гильберта - Капланского над £°; найден общий дифференцирований алгебры локально измеримых операторов, присоединенных к алгебре фон Неймана типа I и её некоторых подалгебр; получено полное описание дифференцирований некоммутативных алгебр Аренса, ассоциированных с алгеброй фон Неймана и точным нормальным полуконечным следом.
Практическая значимость: работа носит теоретический характер.
Степень внедрения и экономическая эффективность: Результаты и методы представленные в работе могут быть использованы при чтении специальных курсов по функциональному анализу и теорий операторных алгебр.
Область применения: теория мер, функциональный анализ, теория операторных алгебр, математическая физика и их приложения.
ЗАРУБЕЖНЫЙ ОПЫТ КОНКУРЕНТОСПОСОБНОСТЬ РЕГИОНАЛЬНОЙ ЭКОНОМИКИ И ПЕРСПЕКТИВЫ НАЦИОНАЛЬНЫХ ТОПЛИВНО-ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ СЕКТОРОВ-ПОТРЕБИТЕЛЕЙ В УГОЛЬНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ
В данной статье исследуются стратегии, используемые разными странами для повышения конкурентоспособности своей региональной экономики. В современной мировой экономике инновации играют все более определяющую роль. Предпринимательская деятельность, высоко рисковая и инновационная по своей сути, является ключевым аспектом в создании и диффузии инноваций. На основе проведенного анализа и выявленных проблем, авторы предлагают ряд направлений по дальнейшей активизации инновационных процессов в экономике Узбекистана путем изучения успешных зарубежных экспериментов кластерного развития в США, специальные экономические зоны в Китае, профессиональное обучение в Германии, инновационной экосистемы в Израиле, инфраструктуры развития регионального брендинга в Сингапуре, Италии и устойчивого развития в северных странах, в статье определены ключевые элементы, которые способствовали их успеху. Потенциал применения этих стратегий в национальной экономике обсуждается адаптация политики к местным условиям, важность развития государственно-частного партнерства, инвестирования в человеческий капитал, развития инноваций, улучшения инфраструктуры, а также акцент делается на интеграцию устойчивых практик и развитие угольной промышленности в регионе. область энергетики.
Закономерности потока односторонне стесненного комбинированной дамбой
Актуальность и востребованность темы диссертации. Одним из важнейших вопросов в мире является борьба с размывами берегов рек, наводнениями, затоплениями городов, населенных пунктов и сельскохозяйственных прибрежных земель. «На территориях, подверженных периодическим затоплениям, проживает порядка 1 млрд, человек»1, в этой связи совершенствование методов регулирования селепаводковых явлений имеет особое значение. В этом направлении, особое внимание в практике многих стран, в том числе США, Канада, Германия, Испания, Россия и др. уделено вопросам совершенствования конструкций, методов расчетного обоснования регуляционных сооружений.
В мире ведутся целенаправленные научно-исследовательские работы по совершенствованию методов расчета и проектирования руслорегулировочных и берегозащитных конструкций. В этой связи, одной из важнейших задач является целенаправленное внедрение научно-исследовательских работ, направленных на совершенствование конструкций комбинированных дамб, назначения трассы регулирования при проектировании, определение глубины местного размыва.
На сегодняшний день в нашей Республике, широко внедряются мероприятия, направленные на стабилизированный и безопасный пропуск вод по водотокам и по совершенствованию системы охраны водных объектов Узбекистана. В Узбекистане на берегоукрепительные и противопаводковые работы ежегодно выделяется более 36 млрд.сум. В этом направлении основными причинами аварийных ситуаций и разрушения защитнорегуляционных сооружений является, как несовершенство их конструкций, так и методов расчета и проектирования, связанных с неточным прогнозом русловых переформирований после устройства их в русле реки или на пойме, поэтому требуется совершенствование методов их гидравлического расчета. В Стратегии действий по дальнейшему развитию Республики Узбекистан на 2017-2021 гг. указано о «... дальнейшем развитии мелиоративных и ирригационных объектов для увеличения уровня национальной экономики»2 . В этой связи имеет важное значение совершенствование принципов создания комбинированных дамб; разработка новых и совершенствование существующих конструкций; исследования отклонения динамической оси потока; разработка теоретических основ расширения потока за сооружением в области сжатия и растекания.
Данное диссертационное исследование в определенной степени служит выполнению задач, предусмотренных в Стратегии действий по пяти приоритетным направлениям развития Узбекистана в 2017-2021 годах, утвержденной Указом Президента Республики Узбекистан УП-4947 от 7 февраля 2017 года, Постановлении Президента Республики Узбекистан ПП-3286 от 25 сентября 2017 года «О мерах по дальнейшему совершенствованию системы охраны водных объектов», ПП-1926 от 28 февраля 2013 года «О дополнительных мерах по защите населения и территории Республики Узбекистан от чрезвычайных ситуаций, связанных с селепаводковыми и оползневыми явлениями, на 2013 год», Постановлении Кабинета Министров Республики Узбекистан №13 от 21 января 2014 года «Об утверждении Программы по стабилизированному и безопасному пропуску вод по водотокам Республики Узбекистан на 2014-2015 годы и на перспективу до 2020 года», Законе Республики Узбекистан «О безопасности гидротехнических сооружений» (1999), а также в других нормативно-правовых документах принятых в этом направлении.
Цель исследования состоит из совершенствования конструкций комбинированных дамб, методов расчета гидравлических параметров потока стесненного комбинированной дамбой.
Научная новизна исследования заключается в следующем: усовершенствован метод расчета комбинированных дамб, с учетом использования теории турбулентных струй;
усовершенствованы конструктивные параметры комбинированной дамбы, с целью эффективной защиты берегов;
усовершенствованы методы расчета и проектирования отклонения динамической оси потока стесненного комбинированными дамбами: со сквозной частью постоянной, переменной, ступенчатой застройки, с затопленной частью и совершенствованной конструкции, с учетом гидравлических параметров потока;
усовершенствован метод гидравлического расчета пропускной способности комбинированной дамбы и русла в створе стеснения, с учетом гидравлических параметров потока;
усовершенствован метод определения гидравлических параметров потока стесненного комбинированными дамбами, в области сжатия, в котором учтены различная кинетичность потока за сквозными частями, продольные и поперечные перепады уровней;
усовершенствована методика расчета растекания потока стесненного комбинированными дамбами со сквозной частью, переменной, ступенчатой застройки и с водосливной частью, с учетом гидравлических параметров потока;
Заключение
На основе проведенных исследований по диссертации доктора философии (PhD) на тему «Закономерности потока односторонне стесненного комбинированной дамбой» представлены следующие выводы:
1. Изложены принципы создания комбинированных дамб с постоянной, переменной и ступенчатой застройкой. Предложены расчетные зависимости для определения коэффициента застройки Р, , сквозности Рс установлена связь между этими коэффициентами, приводится порядок определения расстояний между элементами S, при создании комбинированных дамб с переменной застройкой. Введено понятие о средневзвешенном коэффициенте застройки Р01, способы определения коэффициента стеснения по площади яи., в плане п , глухой частью пг и сквозными частями разной застройки па , эти понятия дают возможность определения гидравличеких параметров комбинированной дамбы.
2. Разработана новая конструкция комбинированной дамбы (№ FAP 00925) состоящей из глухой части из местного грунта, короба выложенные по обеим диагоналям цельными в местах примыкания с глухой частью заполнены камнем, в головной части на глубине 1-5-1,5 м прохождения плавающих тел с помощью коробов выполненных цельными по одной диагонали созданы канавы под углом 45° к продольной оси, а в остальной части тело дамбы выполнено из коробов выложенных из сквозных ребер, все коробы насажены на сваи забитых в дно водоёма. Конструкция даёт возможность, варьируя количеством отверстий на ребрах, получить комбинированные дамбы с постоянной, переменной и ступенчатой застройкой.
3. Установлено, что устройство комбинированной дамбы приводит к значительной деформации потока; формируются области подпора в верхнем бьефе, области сжатия и растекания в нижнем бьефе. В потоке отчетливо выделяются зоны с небольшими градиентами и большими поперечными градиентами скоростей, что дало возможность в теории турбулентных струй рассматривать поток, состоящий из гидравлически однородных зон: слабовозмущенного ядра, интенсивного турбулентного перемешивания, спутного течения, водоворотных зон.
4. Уточнены ранее полученные зависимости с учетом конструктивных особенностей каждой дамбы через коэффициент стеснения по площади и,,., что даёт возможность определения коэффициентов планового сжатия г , относительной ширины ядра Кя, длины верховой водоворотной зоны /„, длины области сжатия 1СС, перепада уровней z .
5. При компоновке комбинированных дамб, с использованием теории Жулаева Р.Ж. по созданию поперечных течений с помощью преград, разработаны новые методы расчета отклонения динамической оси потока односторонне стесненного комбинированной дамбой: со сквозной частью переменной застройки, со сквозной частью ступенчатой застройки, со сквозной частью постоянной застройки, с затопленной сквозной частью и новой конструкции, ориентируясь на которую выбирается трасса регулирования русла, в том числе и при водозаборе. Метод даст возможность оценить эффективность их работы на этапе проектирования.
6. Имеется возможность определения относительного отклонения динамической оси потока Af зависящего от: удельных расходов в бытовом состоянии <?2, в нестесненной части в створе стеснения q0, за сквозными частями qud; степени стеснения общей п , глухой части пг, сквозных частей па; с их увеличением Af возрастает, а увеличение удельных расходов на водосливной части приводит к уменьшению Аг.
7. Оценен характер изменения относительных удельных расходов в нестесненной части в створе стеснения qolq2 . Установлено, что увеличены степени стеснения: общей п, глухой части пг, сквозных частей пС1 приводит к их возрастанию. При прочих равных условиях затопления сквозной части, а также пропуск части расхода через канавы, предусмотренных в новой конструкции, возникает возможность уменьшения удельных расходов в нестесненной части потока.
8. Разработан метод гидравлического расчета пропускной способности русла в створе односторонне стесненного комбинированной дамбой со сквозными частями постоянной, переменной и ступенчатой застройки. При этом уменьшение коэффициентов застройки сквозных частей Ktl, увеличение относительной длины сквозных частей /„//„ даёт возможность возрастания пропускной способности сквозных частей комбинированной дамбы. Наличие канав для пропуска плавающих тел в новой конструкции также увеличивает общую пропускную способность в створе стеснения и уменьшает нагрузку на оголовок сооружения.
9. Усовершенствована методика расчета пропускной способности комбинированной дамбы с затопленной сквозной частью, за счет пропускной способности водосливной части. Предложенные расчетные зависимости дают возможность определения подпора z , скорости на водосливной части Ve с учетом скорости подхода V6, глубины водосливной hK и сквозных частей hc, углов растекания водосливного и нижнего потока /30, угла установки дамбы а0, коэффициента учитывающего потери напора на подходе £ , относительной длины глухой части 1,Иа .
10. Созданы теоретические основы расчета расширения потока за комбинированными дамбами, с использованием основных положений теории турбулентных струй. Доказано наличие гидравлически однородных зон, а также наличие нескольких зон турбулентного перемешивания в зависимости от конструкции сооружения в области сжатия, единой зоны перемешивания в области растекания.
11. Усовершенствована методика гидравлического расчета комбинированных дамб в области сжатия со сквозной частью переменной, ступенчатой застройки. Предложенные теоретические зависимости дают возможность установить средние скорости, глубины за сквозной частью, закономерности изменения скоростей в слабовозмущенном ядре, спутных потоках, в которых впервые учтены: различная кинетичность потока за сквозными частями, продольные и поперечные перепады уровней.
12. Впервые разработана методика расчета растекания потока за сжатым сечением стесненного комбинированными дамбами со сквозной частью переменной, ступенчатой застройки, с водосливной частью. Предложены теоретические зависимости, дают возможность установления закономерностей изменения скоростей в слабовозмущенном ядре , на границе двух зон турбулентного перемешивания Ux, обратных токов Um, в сжатом сечении UK и длины области растекания Le для случая одностороннего стеснения при наличии начального и основного участков струй.
13. Основные результаты работы легли в основу рекомендаций, которые дали возможность внедрения в производство при защитнорегулировочных работах на правом и левом берегах реки Амударья от размыва на участках Турткуль, Элликкала, Беруний, Хонка, Богот и Ургенч с годовым экономическим эффектом 80 млн.сум в год, в проекте «Берегозащитные мероприятия на реке Сырдарья в зоне войсковой части в Баликчинском районе Андижанской области».
Зависимость таможенных услуг в интеллектуальном пункте пропуска от колебательных процессов развития технологий и искусственного интеллекта
Единый налоговый счет как механизм цифровизации налогообложения
Достоверизация измерительной информации в информационноуправляющих системах
Актуальность н востребованность темы диссертации. В мире деятельность промышленных производств и функционирование систем контроля и управления технологическими процессами характеризуется сложностью, высокой скоростью протекания физико-химических превращений, необходимостью обработки огромных объемов требует обеспечения достоверности производственно-технологической информации. Информационные потоки, содержащие измерительную информацию, статистические данные, знания и опыт экспертов, которые предопределяют эффективность процессов контроля и управления состоянием сложных динамических объектов с целью обеспечения их безотказного и исправного функционирования, определяемого достоверностью ИУС является важной задачей.
С обретением независимости в республике достигнуты ощутимые результаты при создании эффективных систем управления осуществляется количественная оценка и постоянный контроль достоверности информации как ключевого показателя функциональной устойчивости информационно-управляющих систем предусмотренные руководящими нормативнотехническими документами. В этой сфере можно отдельно указать на обеспечение достоверности измерительной информации в информационно-управляющих системах разных объектах, в том числе направленные на разработку высокого эффективных систем управления отдельными технологическими объектами в различных отраслях производства, интеллектуализация управленческих процессов и интеллектуализация управления технологическими процессами.
В мире пристальное внимание уделяется сложной научно-технической проблеме обеспечения требуемого уровня достоверности информации, инженерным методам и алгоритмам борьбы с недостоверными данными, разработке и реализации методов и алгоритмов обеспечения достоверности и целостности информации, циркулирующей на различных иерархических ступенях ИУС. В этой области осуществление целенаправленных научных исследований, анализ современного состояния и выявление тенденций дальнейшего развития и совершенствования теории и практики достовсризации измерительной информации, анализ современного состояния и выявление тенденций дальнейшего развития и совершенствования теории и практики достовсризации измерительной информации, разработка научно-методических основ обеспечения достоверности измерительной и производственно-технологической информации в ИУС является одной из приоритетных и востребованных проблем.
Данное диссертационное исследование в определенной степени служит выполнению задач, предусмотренных в Постановлении Президе>гга Республики Узбекистан №ПП-1989 от 27 июня 2013 года «О мерах по дальнейшему развитию национальной информационно-коммуникационной системы» и № ПП-1442 от 15 декабря 2010 года «О приоритетах развития промышленности Республики Узбекистан в 2014-2015 годах», а также в других нормативно-правовых документах, принятых в данной сфере.
Цель исследования состоит в обеспечении достоверности первичной измерительной и вторичной производственно-технологической информации, циркулирующей на различных уровнях иерархии информационно-управляющих систем.
Научная новизна исследования заключается в следующем: разработаны методы и алгор!ггмы обеспечения требуемой достоверности измерительной информации;
проанализированы погрешности многоканальных аналитических приборов, включающие в себя методику определения погрешности измерительных устройств в целом через параметры погрешностей измерительных каналов и достижения требуемой достоверности измерительной информации в ИУС;
разработан алгоритм контроля достоверности информации, основанный на существовании в информационной избыточности данных и состоящий из программных блоков предварительного контроля, преобразования уровней связи и расчета скорректированных значений, контролируемых данных;
разработано программное обеспечения достоверности учета работы оборудования и расчета текущих мощностей производства для определения прогнозируемой мощности на требуемом интервале времени календарного планирования и оперативного управления, расчета устойчивости производственных процессов технологического узла производственного участка.
Заключение
1. Сформулированы научно-методические способы обеспечения достоверности на этапе ввода информации, циркулирующей в измерительных каналах на различных уровнях иерархии информационно-управляющих систем. Применение такого способа позволяет указать об ошибки информации в сложных территориально - распределенных системах управления.
2. Сформулировано способы обеспечения достоверности информации в системе для правильного решения выбора оптимального набора задач повышения достоверности измерительной информации в информационно-управляющих системах.
3. Предложен алгоритм контроля достоверности измерительной информации, основанный на существовании в системе управления определенной информационной избыточности данных и состоящий из отдельных взаимодействующих друг с другом блоков: «Предварительный контроль», «Преобразование уравнений связей», «Уравнения» и «Расчет» скорректированных значений, которые удовлетворяют исходным уравнениям и являются наиболее достоверными.
4. Рассмотрены вопросы информационного обеспечения интегрированных систем управления технологическими процессами и производствами. Раскрыты алгоритмы обработки измерительной информации: масштабирование и линеаризации предельных значений; контроля на достоверность; введение поправок по давлению и температуре для расходов газовых потоков; экспоненциального сглаживания (фильтрации); контроля измерительных значений на соответствие заданных регламентным и аварийным границам; усреднения результатов измерения технологических параметров.
5. Изложены алгоритмы обработки первичной измерительной информации и расчета косвенных показателей технологических процессов. Предложенный алгоритм контроля достоверности по допустимым пределам обеспечивает сокращение числа случаев выхода технологических параметров за регламентные границы и возможность поддержания процесса в заданном режиме. Предложен алгоритм экспоненциального сглаживания, обеспечивающий отделение измеряемой величины от искажающей ее помехи.
6. Разработан комплекс программ первичной переработки входной информации ЛСОДУ, включающий задачи: фильтрации выходных сигналов датчиков для оценки в реальном масштабе времени текущих значений параметров в реальном времени; оценки текущих параметров на достоверность; вычисление действительных значений расходов и уровней; задачи агрегирования и интегрирования текущих значений расходов, учета работы оборудования и расчета текущих мощностей производства для определения прогнозируемой мощности в требуемом шггервалс времени.
Гидродинамические и технологические факторы, влияющие на обвалообразование и качество строительства скважин
Актуальность и востребованность темы диссертации. В мире для увеличения добычи нефти и газа, большое внимание уделяется повышению эффективности технико-экономических показателей бурения скважин. В этих условиях изучения и влияния гидродинамических и технологических факторов на потери устойчивости стенки скважины и обеспечения качества строительства скважины является одной из актуальных задач.
В мире особое внимание уделяется разработке новых технологий в бурении нефтяных и газовых скважин, где в процессе бурения скважин встречаются всевозможные геологические осложнения, причиной которых, являются обвалы и осыпания пород. Для борьбы с обвалообразованием особенно глубоких скважин, ведутся разработки новых полимерных буровых растворов, технологии прохождения глинистых отложений, подверженных обвалу и осыпи ствола скважины. При разработке технологии бурения скважин в обвалоопасных зонах, необходимо обосновать ряд соответствующих решений, в том числе по следующим направлениям: разработка полимерных ингибированных буровых растворов; определение оптимального режима бурения; исследование влияния количества и скорость спуско-подъемных операций и гидродинамических давлений на устойчивость стенки скважин. Актуальность тематики диссертации определяется необходимостью выполнения научных исследований в указанном выше направлении.
После обретения независимости нашей страны, особое внимание уделяется развитию топливо-энергетического комплекса и нефтегазовой отрасли. В этом направлении на основе принятых программных мероприятий достигнуты определенные успехи, в частности, увеличение углеводородного сырья, внедрение новой техники и технологии в бурении и повышение эффективности буровых работ. Однако, еще не достаточно уделено внимание на гидродинамические и технологические факторы, влияющие на качество строительства скважины. В стратегии действий по дальнейшему развитию Республики Узбекистан1 определены задачи: проведение политики, направленной на модернизацию производства, повышение технологической диверсификации отрасли путем перевода его на качественно новый уровень. Исходя из этих задач, в частности, изучение влияния гидродинамических и технологических факторов на обвалообразования и обеспечение качества строительства при бурении скважин, предотвращение обвала глинистых отложений, применение новых эффективных реагентов для обработки бурового раствора, доведение скважины до проектной глубины без осложнений имеет большое значение в исследовании и проектировании скважин при проведении буровых работ.
Данное диссертационное исследование в определенной степени служит выполнению задач, предусмотренных в Постановлении Президента Республики Узбекистан №ПП-1442 от 15 декабря 2010 г. «О приоритетах развития промышленности Республики Узбекистан в 2011-2015 годах», Указах №УП-4707 от 4 марта 2015 г. «О программе мер по обеспечению структурных преобразований, модернизации и диверсификации производства в 2015-2019 гг.» и №УП-4947 от 7 февраля 2017 г. «О стратегии действий по дальнейшему развитию Республики Узбекистан», а также в других нормативно-правовых документах, принятых в этой сфере.
Целью исследования является установление причин обвалообразования при бурении скважин, и разработка мер по качественному завершению строительства скважин в осложненных обвалообразованием зонах.
Научная новизна исследования заключается в следующем:
определена зависимость изменения прочности породы от количества и скорости спуско-подъемных операций;
получены новые данные о влиянии «пусковых» давлений бурового насоса, возникающих при восстановлении циркуляции жидкости на напряженное состояние глинистой породы;
установлено теоретически, что зубья шарошечного долота, при определенных удельных нагрузках, вызывают предельное напряжение в горной породе, выходящей за пределы контура скважины, которое является причиной снижения ее прочности и обрушения;
установлено теоретически, что шарошечные долота вызывают деформацию в массиве горной породы, вследствие чего возникают макро- и микротрещины, куда проникает фильтрат бурового раствора;
разработана методика прогнозирования зон обвалообразований по материалам геофизических исследований и исследования частиц выбуренной глинистой породы (шлама) путем сопоставления фактической плотности и с плотностью нормально уплотненной горной породы (теоретической плотностью породы).
Заключение
Основными научными и практическими результатами, полученными при выполнении диссертационной работы, являются:
1. При ведении буровых работ обвалообразование препятствует качественной проводки скважин и получения полноценной геологогеофизической информации. На основании проведенных исследований разработан руководящий документ, который при бурении скважин позволяет предотвратить потери устойчивости стенки скважины.
2. Па основе теоретическими и экспериментальными исследованиями, установлено, основными причинами обвалообразования являются колебание давления в процессе спуско-подъемных операций и промывки скважины.
3. Установлена зависимость устойчивости породы от количества циклов и амплитуды колебаний давления, возникающего в процессе спуска и подъема бурильной колонны, промывке скважины. Найдено оптимальное количество и скорость спуска бурильной колонны при котором наступает критический предел прочности горной породы.
4. Установлена закономерность возникновения и радиус распространения напряжений вокруг ствола скважины при работе трехшарошечных долот и получена формула определения радиуса распространения напряжения в глинистых пород.
5. Применения долот PDC режуще-истирающегося типа в глинистых отложениях уменьшит напряжение в породе и предупредит возникновения трещин, куда проникает фильтрат раствора и ослабляет прочность горной породы.
6. Разработана автоматизированная система для оптимизации скорости спуско-подъемных операций в целях снижения гидродинамических ударов на стенки скважины. Автоматизированная система позволит оптимизировать и контролировать скорость спуска бурильной колонны, тем самым обеспечить устойчивость стенки скважин.
7. Химические реагенты, которыми обрабатывается буровые растворы, способствуют в отдельных случаях, подавлению набухания и диспергации глинистых пород, но не является основным средствам предупреждения потери устойчивости стенки скважины.
8. Использование результатов настоящей диссертации позволит избежать обвалообразование при бурении и аварии связанные с ними, пробурить каждую скважину до проектной глубины. Экономический эффект от внедрения рекомендации настоящей диссертации составляет 130 млн.сум по одной скважине.
Волновая динамика подземных инженерных коммуникаций взаимодействующих с грунтовой средой
Актуальность и востребованность темы диссертации. В настоящее время в странах с развитой строительной индустрией уделяется особое внимание повышению устойчивости, долговечности и срока службы подземных инженерных систем. Более чем в 100 учебно-научных центрах таких стран, как США, Англия, Германия, Россия, Китай, Узбекистан ведутся исследовательские работы по обеспечению долговечности и сейсмостойкости подземных магистральных газопроводов, трубопроводов теплоснабжения, водопроводов и канализационных систем. По сведениям признанных мировых организаций, на сегодняшний день более 25-30% всех общестроительных затрат приходятся на подземные сооружения. Вместе с тем предотвращение деформаций и аварийных случаев в трансмагистралях и в внутренних магистральных трубопроводах остаётся важной задачей.
В мире уделяется большое внимание повышению долговечности, прочности и устойчивости к внешним воздействиям подземных инженерных систем. Развитие теории и методов расчета с учетом напряженно-деформированного состояния в зависимости от вида, массы, температуры и других параметров при проектировании, строительстве и эксплуатации подземных сооружений в различных сейсмически активных зонах является важной задачей. В этой связи, в частности, осуществление целенаправленных научных исследований по разработке методов повышения устойчивости и прочности подземных инженерных систем, разработке эффективных методов определения упруго-вязко-пластических свойств грунтовой среды, окружающей подземные инженерные системы, при воздействии динамических сил являются важными задачами развития данной отрасли.
После приобретения нашей страной независимости стали уделять особое внимание развитию строительной индустрии, проектированию различных инженерных систем для строящихся объектов. В этой связи, в частности, уделяется внимание развитию закономерностей взаимодействия подземных сооружений с лёссами и лёссовидными грунтами, занимающих 80-85% территории нашей республики. В стратегии действий, направленной на развитие Республики Узбекистан на 2017-2021 годы, особо подчеркивается, что необходимо «...коренное улучшение обеспечения потребностей сельского населения в чистой питьевой воде путем бесперебойного обеспечения жилищно-коммунальными услугами посредством строительства новых систем питьевого водоснабжения, с поэтапным внедрением экономичных и эффективных технологий»1. Для осуществления данной задачи на основе развития теории и методов с учетом волн распространяющихся в подземных системах водоснабжения, канализации и других инженерных сетях и как следствие развитие методов проектирования этих систем считается важнейшей задачей.
Данное диссертационное исследование в определенной степени служит выполнению задач, предусмотренных в указах Президента Республики Узбекистан №УП-4947 «О стратегии действий по дальнейшему развитию Республики Узбекистан» от 07 февраля 2017 года, в постановлениях Президента Республики Узбекистан №ПП-2900 «Об организации деятельности министерства жилищно-коммунального обслуживания Республики Узбекистан» от 18 апреля 2017 года, №ПП-2910 «О программе по комплексному развитию и модернизации систем питьевого водоснабжения и канализации в 2017-2021 годах» от 20 апреля 2017 года, а также в Постановлении Кабинета Министров Республики Узбекистан №340 «Об утверждении Положений о министерстве по жилищно-коммунальному обслуживанию, Об Инспекции по надзору за эксплуатацией многоквартирных жилищных фондов, о Агентстве «Коммунхизмат» от 02 июня 2017 года, а также в других нормативно-правовых документах.
Цель исследования состоит в развитии метода расчета на прочность подземных инженерных систем с учетом распространения волны в системе сооружение-грунт.
Научная новизна диссертационного исследования заключается в следующем:
усовершенствован метод определения упруго-вязко-пластических характеристик грунта при действии динамических нагрузок за счет обеспечения квазистатичности процесса;
усовершенствован метод определения степени взаимосвязи между законами взаимодействия и законами сдвигового деформирования грунтов посредством решения нелинейной волновой задачи о распространении волн для грунтового полупространства;
усовершенствован метод оценки факторов, способствующих возникновению контактного слоя грунта методом численного решения задачи о распространении волн при сдвиговом взаимодействии нелинейно-деформируемой грунтовой среды с протяженным твердым телом;
усовершенствован метод определения толщины контактного слоя при взаимодействии грунта и трубопровода посредством численного решения задачи о распространении волн при взаимодействии грунта с твердым телом;
усовершенствован метод расчета на прочность и сейсмостойкость подземных трубопроводов на основе волновой теории сейсмостойкости подземных сооружений.
Заключение
На основе проведённых исследований по диссертации доктора наук (DSc) на тему «Волновая динамика подземных инженерных коммуникаций, взаимодействующих с грунтовой средой» представлены следующие выводы:
1. Усовершенствован метод определения механических характеристик грунтов при динамических нагружениях, основанный на сопоставлении результатов лабораторных экспериментов и решения теоретической задачи, соответствующей постановке эксперимента. Усовершенствованный метод позволяет определить оптимальные значения механических характеристик грунтов при динамических нагружениях.
2. На основе численного решения теоретической задачи соответствующей постановке эксперимента определено условие квазистатичности деформирования грунта на УДН-150 подтверждающее достоверность полученных результатов. Определенные условия дают возможность установления предельных условий для соблюдения квазистатичности при проведении экспериментов на установке УДН-150.
3. На основе разработанной методики определены механические характеристики лессовых грунтов при динамических нагрузках, близких к сейсмическим нагрузкам. Определенные механические характеристики позволяют производить расчеты на сейсмостойкость подземных сооружений.
4. Усовершенствован метод определения степени взаимосвязи между законами взаимодействия и законами сдвигового деформирования грунтов. Усовершенствованный метод позволяет снизить уровень сдвига грунта окружающего подземный трубопровод на 10-12%.
5. Усовершенствован метод оценки факторов, способствующих возникновению контактного слоя грунта методом численного решения задачи о распространении волны при сдвиговом взаимодействии нелинейно-деформируемой грунтовой среды с протяженным твердым телом. Усовершенствованный метод позволяет оценивать условия сохранения линейно-упругих или линейно-вязко-упругих свойств грунта за контактным слоем.
6. Обоснованы наблюдаемые в экспериментах проявления пикового значения касательного напряжения в контактном слое грунта, а также определена толщина самого контактного слоя грунта. Определенная толщина контактного слоя будет использоваться в расчетах на прочность подземных сооружений.
7. Усовершенствован метод определения степени разрушенности грунтового слоя за контактным слоем, показано, что грунт при сдвиговом взаимодействии с твёрдой поверхностью может оставаться в упругой или вязкоупругой стадии деформирования без разрушения, что соответствует результатам экспериментов. Усовешенствованный метод позволяет реально сопоставлять результаты теоретических и экспериментальных исследований.
8. Разработан метод определения возможности использования физически нелинейных законов деформирования грунтов и классических условий «полного прилипания» на границе котакта «сооружение-грунт» при их взаимодействии. Разработанный метод даёт возможность выбора оптимальных условий на границе контакта «сооружение-грунт».
9. Усовершенствован метод решения задач по расчету на прочность (сейсмостойкость) подземных сооружений, с учетом факторов, при которых необходимо применять законы трения, учитывающие проявление пикового значения силы трения, структурное разрушение контактного слоя грунта и нормальное к поверхности контакта давление грунта. Усовершенствованный метод позволяет учитывать различные факторы при расчетах.
10. Разработан метод численного решения одномерной связанной нелинейной нестационарной задачи о распространении волны в грунте и трубопроводе. Разработанный метод позволяет оценивать свойства и эффекты распространяющейся волны в системе «сооружение-грунтовая среда».
11. Разработан метод определения степени влияния на напряженное состояние подземного трубопровода, в основном, таких параметров, как распространение волны в грунтовой среде и физико-механических свойств грунта, а также установлено, что действие нагрузки на передний торец трубы практически не влияет на напряжённое состояние в трубе имеющей конечную длину, условия на заднем торце трубы значительно влияют на напряжённое состояние подземного стержня. Разработанный метод позволяет оценивать напряженно-деформированное состояние подземного трубопровода.
12. Разработана методика рачета продольных напряжений подземного трубопровода с учетом распространения продольных сейсмических волн в мягких грунтах, приводящих к проявлению вязко-пластических свойств грунтов, и в сравнении со случаем, когда не учитываются пластические свойства грунтов, т.е. грунтовая среда считается только вязкоупругой. Разработанная методика позволяет определять рост напряженно-деформированного состояния в трубопроводах, проложенных в лёссовом (мягком) грунте.
Внимание к автомобильным дорогам
В данной статье содержится информация о нормативно-правовых требованиях к автомобильным дорогам в нашей стране и требованиях к автомобильным дорогам в развитых странах.
Анализ устойчивости некоторых крупномасштабных систем
Объект исследования: Выпольненная работа имеет теоретический характер. Здесь рассматривается математические модели линейной и нелинейной КМС, изодромного регулятора и продольной движения самолета.
Цель работы: Разработка критериев устойчивости (асимптотической устойчивости) и неустойчивости состояние равновесия линейных и нелинейных крупномасштабных систем. Приложение полученных результатов к задачам устойчивости изодромного регулятора и продольного движения самолета.
Методы исследования: прямой метод Ляпунова, метод матрица-функция Ляпунова и некоторые методы теоретической механики, теории устойчивости движения.
Полученные результаты и их новизна: Научная новизна полученных результатов диссертации заключается в следующем: ведено новое понятие обобщенной транспонирование матриц и исследовано их своств; дано анализ структуры линейных КМС; получены достаточное условия устойчивости состояние равновесия линейных КМС; установлены достаточные условия состояние равновесия нелинейной КМС; получено достаточные условия устойчивости нелинейных регулируемых систем; найдены новые достаточные условия устойчивости изодромного регулятора и продольного движения самалета.
Практическая значимость: практическая применимость полученных результатов доказана путем исследования асимптотической устойчивости изодромного регулятора и продольного движения самолета, а также путем разбора ряда модельных примеров.
Степень внедрения и экономическая эффектность: Методики и полученные результаты могут быть внедрены для решений задачи устойчивость широкого класса механических систем. Работа носит теоретический характер, полученные результаты диссертации позволяют более глубоко исследовать устойчивости механических систем моделируемых крупномасштабными системами.
Область применения: основные результаты диссертации имеют теоретической характер. Их можно применит для исследование устойчивости различных механических систем. Это доказана путем исследования асимптотической устойчивости изодромного регулятора и продольного движения самолета, а также путем разбора ряда модельных примеров.
Алгоритмы обработки рентгенографических изображений человеческой стопы
Алгоритмы и методы регулирования режимов работы насосных станций.
Актуальность и востребованность темы диссертации. На сегодняшний день в мировой практике непрерывно растет значение насосных станций в энергетике, мелиорации земель, перекачке углеводородных продуктов, а также в жилищно-коммунальном хозяйстве. В этих отраслях экономики актуальным является обеспечение надежности, бесперебойности, высокой энергоэффективности и гибкости работы насосных станций, а также работоспособности при неустановившихся режимах. В достижении всех вышеперечисленных параметров определенные успехи достигнуты в зарубежных странах мира, где современное насосное оборудование постоянно обновляется и совершенствуется. В связи с этим является востребованным применение «высокотехнологического специализированного основного и вспомогательного энергетического оборудования насосных станций, продлевающего срок эксплуатации трубопроводных систем в 1,5-2 раза»1.
В Республике Узбекистан проводятся широкомасштабные мероприятия по эффективной организации мер по созданию энергосберегающих методов и устройств регулирования режимов работы насосных станций. В этом отношении заметные результаты достигнуты при разработке эффективных методов, способов и устройств снижения влияния электромеханических и гидромеханических переходных процессов на энергетическое оборудование и трубопроводы насосных станций. На базе регулируемого электропривода разработаны структурные схемы и алгоритмы управления насосными установками, разработаны частотно-рсгулирусмыс системы «асинхронный двигатель-насос», разработаны структуры комбинированного управления асинхронным двигателем в турбомсханизмах.
В мире особое значение приобретают вопросы надежности и бесперебойности работы насосных станций при неустановившихся режимах, создания новой техники и технологии защиты энергетического оборудования и трубопроводов насосных станций от внезапных переходных процессов. В этой области осуществление целенаправленных научных исследований по разработке методов регулирования установившихся и неустановившихся режимов работы насосных станций, созданию устройств защиты основного энергетического оборудования и трубопроводов от гидравлических ударов, созданию технических решений и совершенствовании надежности вспомогательного энергетического оборудования для удаления дренажных и сточных вод, все это является приоритетной проблемой.
Данное диссертационное исследование в определенной степени служит выполнению задач, предусмотренных в Законе Республики Узбекистан «О рациональном использовании энергии» (1997), Постановлении Президента Республики Узбекистан №ПП-2343 от 5 мая 2015 года «О программе мер по сокращению энергоемкости, внедрению энергосберегающих технологий в отраслях экономики и социальной сфере на 2015-2019 годы», постановлении Кабинета Министров Республики Узбекистан № 499 от 16 ноября 1999 года «О мерах по реализации Закона Республики Узбекистан «О безопасности гидротехнических сооружений», а также в других нормативно-правовых документах, принятых в данной сфере.
Целью исследования является создание алгоритмов, методов, способов и устройств снижения негативного влияния неустановившихся режимов и внезапных переходных процессов на основное и вспомогательное энергетическое оборудование и трубопроводы насосных и гидроэлектрических станций.
Научная новизна исследования заключаются в следующем:
разработан алгоритм поэтапного решения электромеханических и гидромеханических переходных процессов насосных станций с учетом продолжительности эксплуатации энергетического оборудования;
разработана обобщенная математическая модель и программный комплекс расчета элементов системы «трубопровод - насос - электродвигатель - электрическая сеть», позволяющие исследовать переходные процессы энергосистемы при неустановившихся режимах насосных станций;
разработан новый способ использования перепускного устройства для защиты энергетического оборудования и трубопроводов насосных станций от гидравлического удара;
разработано устройство пропорционального управления дисковым затвором насоса для повышения надежности работы энергоустановок насосных станций;
разработан способ одновременной откачки дренажных и сточных вод с различной высотой всасывания с помощью струйного насоса с системой регулирования;
создана регулируемая система одновременного удаления фильтрационных, дренажных и ливневых вод из зданий и прилегающих территорий насосных или гидроэлектрических станций с помощью струйного насоса для защиты от затоплений.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
На основе проведенных исследований по докторской диссертации на тему: «Алгоритмы и методы регулирования режимов работы насосных станций» представлены следующие выводы:
1. Проведенный анализ режимов эксплуатации насосных станций показал, что одной из основных причин аварий на насосных станциях являются одновременные электромеханические или гидромеханические переходные процессы, осложненные гидравлическим ударом. В связи с этим важным становится проблема разработки способов и устройств защиты от гидравлического удара основного энергетического оборудования и трубопроводов насосных станций.
2. Разработана модель системы «трубопровод - насос - электродвигатель - электрическая сеть», позволяющая исследовать переходный режим энергосистемы при различных аварийных и эксплуатационных режимах: при изменении напряжения на шинах, аварийном отключении синхронного двигателя, авариях, связанных с насосом или в трубопроводе и т.д. При скачкообразном уменьшении мощности синхронного двигателя на 15% (0.85Рдв) устойчивость агрегата сохраняется, при этом электромагнитные процессы затухают относительно быстро, а гидромеханические процессы продолжаются около 140 с. При уменьшении мощности на 30% (0.7РдВ) агрегат попадает в режим длительных колебаний. Уменьшение мощности на 50% приводит к нарушению устойчивости двигателя и выходу из синхронизма.
3. Рекомендован программный комплекс, способный рассчитывать гидравлический удар на насосных станциях с трубопроводами диаметрами до 4,2 метра, который может в значительной степени влиять на выбор основного и вспомогательного энергетического оборудования, конструкцию и параметры водопроводящих сооружений. Получены свидетельства об официальной регистрации программ для электронно-вычислительных машин № DGU 03124 и № DGU 03644.
5. Рекомендовано разработанное на уровне полезной модели по Патенту № FAP 01119 устройство пропорционального управления насосом. Изменение скорости закрытия дискового затвора происходит плавно и пропорционально скорости течения жидкости в трубопроводе. Техническая характеристика логического контроллера программируется таким образом, что в момент смены в напорном трубопроводе прямой скорости подачи жидкости на обратную, т.е. в момент нулевой скорости жидкости, дисковый затвор полностью закрывается, что исключает возникновение гидравлического удара в основном энергетическом оборудовании и трубопроводах насосной или гидроэлектрической станции.
6. Рекомендован метод одновременной откачки фильтрационных, дренажных и сточных вод из зданий и из прилегающих территорий насосных и гидроэлектрических станций, отвечающий требованиям надежности и безопасности эксплуатации при увеличении притока сточных вод, связанного со сроком эксплуатации сооружений и напорных трубопроводов, а также возможными авариями и затоплениями гидроэнергетических объектов.
7. Результатом расчета параметров всасываемых потоков из здания и прилегающей территории насосной станции стал алгоритм регулирования гидравлической поплавковой системы. Анализ полученных зависимостей показал, что максимальная величина всасываемого расхода из прилегающей территории насосной станции достигается в области перекрытия дискового затвора регулирующего поплавкового устройства на угол около 40°-45°.
8. Рекомендована разработанная на уровне полезной модели по Патенту № FAP 00592 система для одновременного удаления фильтрационных, дренажных и ливневых вод из прилегающей территории и из помещения насосной или гидроэлектрической станции, предназначенная для работы, как в стационарных режимах, так и при аварийных затоплениях.
9. Результаты работы внедрены в практику эксплуатации ряда насосных и гидроэлектрических станций. Выполненные комплексные экспериментальные исследования подтвердили адекватность разработанных методов и математических моделей. Максимальное расхождение теоретических и экспериментальных значений не превысило 6%, что указывает на достоверность проведенных исследований. Подтвержденная экономическая эффективность от внедрения результатов диссертационной работы составляет около 200 млн. сум в год.