The optimal control problem for output material flow on conveyor belt with input accumulating bunker
Автор: Pihnastyi O.M., Khodusov V.D.
Рубрика: Математическое моделирование
Статья в выпуске: 2 т.12, 2019 года.
Бесплатный доступ
The article is devoted to the synthesis of optimal control of conveyor belt with the accumulating input bunker. Much attention is given to the model of the conveyor belt with a constant speed of the belt. Simulation of the conveyor belt is carried out in the one-moment approximation using partial differential equations. The conveyor belt is represented as a distributed system. The used PDE-model of the conveyor belt allows to determine the state of the flow parameters for a given technological position as a function of time. We consider the optimal control problem for flow parameters of the conveyor belt. The problem consists in ensuring the minimum deviation of the output material flow from a given target amount. The control is carried out by the material flow amount, which comes from the accumulating bunker into the conveyor belt input. In the synthesis of optimal control, we take into account the limitations on the size of the accumulating bunker, as well as on both max and min amounts of control. We construct optimal control of the material flow amount coming from the accumulating bunker. Also, we determine the conditions to switch control modes, and estimate time period between the moments of the switching.
Conveyor, production line, subject of labour, pde-model of production, parameters of the state of the production line, technological position, transition period, production control systems, optimal control, pontryagin function, lagrange function, differential constraints, accumulating bunker, distributed system, pde-модель производства
Короткий адрес: https://sciup.org/147232947
IDR: 147232947 | DOI: 10.14529/mmp190206
Список литературы The optimal control problem for output material flow on conveyor belt with input accumulating bunker
- Шахмейстер, Л.Г. Динамика грузопотоков и регулирование скорости ленточных конвейеров / Л.Г. Шахмейстер, В.Г. Дмитриев, А.К. Лобачева. - М.: Недра, 1972.
- Lauhoff, H. Speed Control on Belt Conveyors - Does it Really Save Energy? / H. Lauhoff // Bulk Solids Handling. - 2005. - V. 25, № 6. - P. 368-377.
- Halepoto, I.A. Design and Implementation of Intelligent Energy Efficient Conveyor System Model Based on Variable Speed Drive Control and Physical Modeling / I.A. Halepoto, M.Z. Shaikh, B.S. Chowdhry // International Journal of Control and Automation. - 2016. - V. 9, № 6. - P. 379-388. DOI: 10.14257/ijca.2016.9.6.36
- BARTEC GmbH (Germany). - 2017. URL: www.bartec-group.com.
- Pihnastyi, O.M. Model of Conveyer with the Regulable Speed / O.M. Pihnastyi, V.D. Khodusov // Вестник ЮУрГУ. Серия: Математическое моделирование и программирование. - 2017. - Т. 10, № 4. - С. 64-77.
- Разумный, Ю.Т. Повышение энергоэффективности конвейерного транспорта угольных шахт / Ю.Т. Разумный, А.В. Рухлов, А.В. Козарь // Горная электромеханика и автоматика. - 2006. - № 76. - С. 24-28.
- Проценко, С.Н. Снижение энергопотребления на конвейерном транспорте угольных шахт / С.Н. Проценко // Горная электромеханика и автоматика. - 2008. - № 81. - С. 31-40.
- Прокуда, В.Н. Исследование и оценка грузопотоков на магистральном конвейерном транспорте ПСП Шахта Павлоградская ПАО ДТЭК Павлоградуголь / В.Н. Прокуда, Ю.А. Мишанский, С.Н. Проценко // Горная электромеханика. - 2012. - № 88. - C. 107-111.
- Hiltermann, J. A Methodology to Predict Power Savings of Troughed Belt Conveyors by Speed Control / J. Hiltermann, G. Lodewijks, D.L. Schott, J.C. Rijsenbrij, J. Dekkers, Y. Pang // Particulate Science and Technology. - 2011. - № 29. - P. 14-27.
- Continous Сonveyors. Belt Сonveyors for Loose Bulk Materials. Basics for Calculation and Dimensioning. DIN 22101:2002-08. - URL: www.din.de.
- Semenchenko, A. The Impact of an Uneven Loading of a Belt Conveyor on the Loading of Drive Motors and Energy Consumption in Transportation / A. Semenchenko, M. Stadnik, P. Belitsky, D. Semenchenko, O. Stepanenko // Eastern-European Journal of Enterprise Technologies. - 2016. - № 4. - P. 42-51.
- Conveyor Belt. - 2018. URL: http://conveyorbeltguide.com.
- Шахмейстер, Л.Г. Теория и расчет ленточных конвейеров / Л.Г. Шахмейстер, В.Г. Дмитриев. - М.: Машиностроение, 1978.
- Шахмейстер, Л.Г. Вероятностные методы расчета транспортирующих машин / Л.Г. Шахмейстер. - М.: Машиностроение, 1983.
- Демуцкий, В.П. Теория предприятия: Устойчивость функционирования массового производства и продвижения продукции на рынок / В.П. Демуцкий, В.С. Пигнастая, О.М. Пигнастый. - Харьков: ХНУ, 2003.
- Armbruster, D.A Continuum Model for a Re-Entrant Factory / D. Armbruster, D. Marthaler, C. Ringhofer, K. Kempf, Tae Chang Jo // Operations Research. - 2006. - V. 54, № 5. - P. 933-950.
- Пигнастый, О.М. Статистическая теория производственных систем / О.М. Пигнастый. - Харьков: ХНУ, 2007.
- Пигнастый, О.М. Диффузионное описание производственного процесса / О.М. Пигнастый, В.Д. Ходусов // Математическое моделирование. Информационные технологии. Автоматизированные системы управления. - 2017. - № 35. - С. 61-73.
- Пигнастый, О.М. Модель одноузловой конвейерной линии с постоянной скоростью перемещения предметов труда / О.М. Пигнастый, В.Д. Ходусов // Математическое моделирование. Информационные технологии. Автоматизированные системы управления. - 2016. - № 32. - С. 60-74.
- Понтрягин, Л.С. Математическая теория оптимальных процессов / Л.С. Понтрягин, В.Г. Болтянский, Р.В. Гамкрелидзе. - М.: Наука, 1983.
- Моисеев, Н.Н. Элементы теории оптимальных систем / Н.Н. Моисеев. - М.: Наука, 1974.
- La Marca, M. Control of Continuum Models of Production Systems / M. La Marca, D. Armbruster, M. Herty, C. Ringhofer // IEEE Transactions on Automatic Control. - 2010. - V. 55, № 11. - P. 2511-2526.
