Побудова математичної моделі для керування технологічним процесом отримання стиснутого повітря

Abstract

У роботі розглянуто питання побудови математичної моделі технологічного процесу отримання стиснутого повітря як ключового елементу для удосконалення систем автоматизованого керування компресорними установками. Процес стискання повітря супроводжується складними термодинамічними та газодинамічними явищами, що потребують детального аналітичного опису для забезпечення ефективного регулювання робочих параметрів. З метою підвищення точності відтворення реальних режимів роботи компресора здійснено аналіз фізичних закономірностей, які визначають взаємозв’язок між тиском, температурою, витратою повітря, обертами приводу та споживаною електричною потужністю. На основі отриманих залежностей сформовано узагальнену математичну модель, що включає балансові рівняння маси та енергії, рівняння стану газу, а також передавальні функції або нелінійні регресійні залежності, які відображають динамічні характеристики компресорної системи. Особливу увагу приділено моделюванню інерційних властивостей та затримок у каналах керування, оскільки саме вони істотно впливають на якість регулювання тиску в пневматичній мережі. Побудована модель слугує основою для подальшого синтезу алгоритмів адаптивного чи інтелектуального керування, що дозволяє оптимізувати споживання енергії, забезпечити стабільність параметрів повітря та мінімізувати знос обладнання. Практична значущість дослідження полягає у можливості інтеграції моделі в системи моніторингу та прогнозування технічного стану компресорів, що сприяє підвищенню надійності та ефективності експлуатації пневматичних комплексів на промислових підприємствах