
Панферов Владимир Иванович, д-р техн. наук, проф., проф. кафедры информационно- аналитического обеспечения управления в социальных и экономических системах, Южно- Уральский государственный университет, Челябинск, Россия; tgsiv@mail.ru. Панферов Сергей Владимирович, канд. техн. наук, доц., доц. кафедры градостроительства, инженерных сетей и систем, Южно-Уральский государственный университет, Челябинск, Россия. Vladimir I. Panferov, Dr. Sci. (Eng.), Prof., Prof. of the Department of Information and Analytical Support for Management in Social and Economic Systems, South Ural State University, Chelyabinsk, Russia; tgsiv@mail.ru. Sergey V. Panferov, Cand. Sci. (Eng.), Ass. Prof., Ass. Prof. of the Department of Urban Planning, Engineering Networks and Systems, South Ural State University, Chelyabinsk, Russia. Рассматривается задача оценки наблюдаемости температурного поля слябов при их нагреве в методических печах. Ее актуальность обуславливается тем, что для непосредственного измерения доступна только температура поверхности металла, для построения высококачественных систем управления необходима, однако, информация и о температуре внутренних точек. Известно, что для решения, в том числе и данной задачи, необходима настроенная на «реальный процесс» модель нестационарного теплообмена, которая по физике явлений является вообще-то моделью с распределенными параметрами. Для оценки наблюдаемости проведена пространственная дискретизация уравнения теплопроводности, описывающего внутренний теплообмен металла. За счет этого математическое описание переведено в класс систем с сосредоточенными параметрами. Установлено, что во всех рассмотренных случаях – когда поперечное сечение заготовки условно разбито на несколько расчетных слоев – объект вполне наблюдаем, т. е. температурное поле заготовки в некоторый момент времени может быть однозначно определено по данным измерения температуры поверхности и температуры рабочего пространства на некотором последующем отрезке времени. Приводятся конкретные алгоритмы решения задачи, также определено влияние погрешностей измерения температуры поверхности на точность оценки. Таким образом, показано, что непрерывный контроль температуры по ходу процесса нагрева с самого его начала не является в принципе абсолютно необходимым для того, чтобы иметь возможность определять температурное поле сляба в какие-то ответственные моменты времени. Результаты работы могут быть использованы при построении автоматизированных систем управления методическими нагревательными печами прокатного производства. The problem of estimating the observability of the temperature field of slabs during their heating in continuous furnaces is considered. Its relevance is due to the fact that only the temperature of the metal surface is available for direct measurement; however, to build high-quality control systems, information about the temperature of internal points is also necessary. It is known that for the solution, including this problem, a model of non-stationary heat transfer tuned to the “real process” is needed, which, according to the physics of phenomena, is, in fact, a model with distributed parameters. To estimate the observability, the spatial discretization of the heat conduction equation describing the internal heat transfer of the metal was carried out. Due to this, the mathematical description is transferred to the class of systems with lumped parameters. The temperature field of the workpiece at some point in time can be unambiguously determined from the measurement data of the surface temperature and the temperature of the working space at some subsequent time interval. Specific algorithms for solving the problem are given, and the influence of surface temperature measurement errors on the accuracy of the estimate is also determined. Thus, it has been shown that continuous temperature control during the heating process from the very beginning is not absolutely necessary in principle in order to be able to determine the temperature field of the slab at some critical time points. The results of the work can be used in the construction of automated control systems for methodical heating furnaces of rolling production.
heating furnaces, нагревательные печи, температурное поле заготовки, измеряемые величины, automated control systems, workpiece temperature field, автоматизированные системы управления, process observability, УДК 536.68, наблюдаемость процесса, алгоритм оценки, measured values, estimation algorithm
heating furnaces, нагревательные печи, температурное поле заготовки, измеряемые величины, automated control systems, workpiece temperature field, автоматизированные системы управления, process observability, УДК 536.68, наблюдаемость процесса, алгоритм оценки, measured values, estimation algorithm
| selected citations These citations are derived from selected sources. This is an alternative to the "Influence" indicator, which also reflects the overall/total impact of an article in the research community at large, based on the underlying citation network (diachronically). | 0 | |
| popularity This indicator reflects the "current" impact/attention (the "hype") of an article in the research community at large, based on the underlying citation network. | Average | |
| influence This indicator reflects the overall/total impact of an article in the research community at large, based on the underlying citation network (diachronically). | Average | |
| impulse This indicator reflects the initial momentum of an article directly after its publication, based on the underlying citation network. | Average |
