Вестник Самарского государственного технического университета. Серия «Технические науки»

Решена задача построения динамических моделей в форме дифференциальных уравнений или передаточных функций, рассматриваемых как управляющие факторы и связывающих индикаторы эффективности нефтяной отрасли Самарской области, с показателями работы регионального вуза, который имеет в своем составе крупный институт нефтегазовых технологий. В качестве входных факторов моделей выбираются нормативные показатели деятельности Самарского государственного технического университета (СамГТУ). Эффективность регионального нефтяного кластера Самарской области оценивается установленными Федеральной службой государственной статистики (Росстатом) индикаторами, в частности количеством нефти, поступившей на переработку. Для разработки алгоритма управления процессом кадрового обеспечения нефтяной промышленности области решена задача структурно-параметрической идентификации процесса подготовки кадров в вузе по статистическим характеристикам в качестве экспериментальных данных. С использованием библиотеки типовых линейных моделей объектов управления Н.С. Райбмана построены математические модели процесса кадрового обеспечения отрасли в форме передаточных функций. Верификация математических моделей осуществляется путем сравнения с официальными статистическими данными. На основе полученных передаточных функций проводится синтез алгоритмов автоматического управления процессом кадрового обеспечения отрасли и регулирования в системе поддержки принятия управленческих решений.

Выполнен анализ проблемы образования гололеда на проводах линий электропередачи, проведен обзор работ в области плавки гололеда на различных линиях. Отмечены существующие достижения и проблемы. Одной из причин низкой оснащенности линий автоматизированными системами плавки является необходимости перевода линии из рабочего состояния в режим плавки. Одним из способов решения проблемы является совмещение этих режимов с помощью загрузки линии дополнительными токами без увеличения пропускаемой мощности потребителям. Рассмотрен комплекс вопросов по моделированию тепловых процессов в ледяной оболочке проводов линии электропередачи во время плавки гололеда. Ограничение мощности тепловыделения в проводах приводит к необходимости построения достаточно точной математической модели для гарантированного расплавления при различных значениях скорости ветра и температуры. Проведено исследование процессов нагрева проводов с помощью моделей стационарной и нестационарной теплопроводности. Предложен алгоритм решения тепловой задачи при проплавлении нагретым проводом ледяной оболочки, основанный на имитации перемещения границы раздела твердой и жидкой фаз воды. Описаны особенности моделирования процесса плавления и кристаллизации численным методом. При переходе льда в расплавленное состояние отражено изменение плотности и образование воздушной прослойки, сопровождающееся значительным уменьшением тепловых потоков в нижнюю область ледяной оболочки. Представлены результаты численного моделирования процесса проплавления ледяной оболочки проводом при разных значениях коэффициента конвективного теплообмена. При анализе результатов моделирования выявлены условия для возникновения недопустимого перегрева провода, освобожденного ото льда. Предложены различные варианты построения системы управления процессом плавки, позволяющие исключить перегрев провода.

Линейные двигатели постоянного тока (ЛДПТ) с ограниченным ходом якоря находят применение в механизмах, осуществляющих возвратно-поступательное движение рабочего органа или стабилизацию его положения в следящих системах. Использование ЛДПТ вместо двигателей вращательного движения с преобразователем в виде кривошипно-шатунного механизма, винтовой пары или других подобных механических систем приводит к существенному упрощению кинематической схемы, повышению КПД и, как правило, повышению точности работы комплекса и его надежности. Существует ряд проблем при создании ЛДПТ, которые недостаточно полно отражены в научно-технической литературе. В частности, при параметрической оптимизации двигателя по массогабаритным и энергетическим критериям одним из основных лимитеров выступает перегрев обмотки, а в магнитоэлектрических машинах еще и перегрев постоянных магнитов, весьма чувствительных к величине рабочей температуры и термическим ударам. В статье изложена аналитическая методика расчета теплового состояния двигателя в установившемся режиме, основанная на методе тепловых схем замещения. Методика рассчитана для использования в программе параметрической оптимизации. Для уточнения значений априорных коэффициентов в аналитических выражениях предлагаемого алгоритма авторами численным методом конечных элементов был промоделирован ЛДПТ. По результатам моделирования была получена картина температурного поля машины и определены критические по нагреву участки. Верификация теоретических положений проведена в ходе экспериментальных исследований опытного образца двигателя. Испытания показали хорошую сходимость расчетных и экспериментальных параметров.