Анотація до роботи:

Хмельницька І.М. Математичне моделювання стрічкопровідних систем ротаційних машин. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 01.05.02 – математичне моделювання та обчислювальні методи. – Національний університет “Львівська політехніка”, Львів, 2007.

У дисертаційній роботі розв’язано наукову задачу побудови математичних моделей стрічкопровідних систем та синтезу автономної багатовимірної багатоканальної системи автоматичного суміщення фарб, спрямовану на підвищення ефективності ротаційних ліній, машин та апаратів.

На підставі запропонованого і обґрунтованого методу побудовано математичні моделі стрічкопровідних систем, які враховують вплив основних збурень і параметрів, що підвищило їх рівень адекватності. Виконано аналіз моделей, здійснено цифрове моделювання та подано приклади вибору оптимальних параметрів окремих елементів. Побудовано математичні моделі зміщення фарб як багатовимірного об’єкту регулювання у вигляді матричної передавальної функції. Синтезовано автономну багатовимірну багатоканальну систему автоматичного суміщення фарб шляхом введення в систему додаткового каналу, який створює компенсуюче управління на об’єкт, що забезпечує автономне управління каналами та підвищує ефективність системи.

У дисертації вирішено наукову задачу побудови математичних моделей стрічкопровідних систем та синтезу автономної багатовимірної багатоканальної системи автоматичного керування суміщенням фарб, спрямовану на підвищення ефективності ротаційних ліній, машин та апаратів.

1. Підвищені вимоги на ринку конкуруючих технологій і готової продукції створили науково-технічну проблему підвищення ефективності існуючих і розроблення нових ротаційних ліній, машин та систем управління ними. Аналіз існуючих моделей стрічкопровідних систем показав, що вони не в повній мірі описують їх динаміку, що унеможливлює розробку ефективних систем управління ними. Тому важливою задачею є розроблення нових методів аналізу та математичного моделювання стрічкопровідних систем і підвищення рівня їх адекватності, потрібного для створення ефективних систем управління ними та налагодження існуючих.

2. Розроблено новий метод моделювання стрічкопровідних систем, який ґрунтується на засадах інтегрування приросту швидкості стрічки на обмеженому інтервалі часу, що підвищило рівень адекватності моделей видовження і натягу рухомої стрічки та принципово змінило моделі зміщення технологічних операцій, які виконуються на стрічці у послідовних технологічних секціях.

3. На підставі запропонованого методу побудовано моделі елементів стрічкопровідних систем (стрічкоживильного і намотувального пристроїв, ділянки з підпружиненим валиком, зони обробки стрічки, яка є складним об’єктом і має структуру із перехресними зворотними зв’язками), виконано їх аналіз, здійснено цифрове моделювання та вибрано оптимальні параметри окремих елементів.

4. Побудовано моделі стрічкопровідних систем, які враховують жорсткі зв’язки між стрічкопровідними циліндрами, точність виготовлення їх діаметрів і випередження швидкості. Доведено, що вони мають своєрідну динаміку натягу стрічки на ділянках відносно приросту швидкості стрічки. Встановлені аналітичні залежності, які є підставою для вибору точності виготовлення діаметрів циліндрів і випередження швидкості, щоб забезпечити гарантований натяг на всіх ділянках при наявності різних збурень.

5. На підставі запропонованого методу удосконалено моделі зміщення фарб на рулонній друкарській машині та доведено, що зміщення фарб є багатовимірним об’єктом регулювання із взаємними перехресними зв’язками і подано його передавальною матрицею, діагональні елементи якої є власні передавальні функції, а інші елементи – взаємні передавальні функції, які враховують взаємні впливи каналів управління, розроблено структурну схему об’єкту.

6. Синтезовано автономну багатовимірну багатоканальну систему автоматичного суміщення фарб на рулонних друкарських машинах та визначено передавальні функції компенсаційних каналів, побудовано структурну схему синтезованої системи, яка наочно відображає структуру компенсаційного каналу, що спрощує його реалізацію.

7. Розроблено комплекс структурних схем моделей видовження і натягу стрічкопровідних систем та їх елементів, а також зміщення фарб на рулонних друкарських машинах. На їх підставі створено програмні засоби в пакеті MATLAB–Simulink, які дають змогу ставити і розв’язувати практично важливі задачі аналізу впливу основних факторів, моделювати перехідні процеси, вибирати оптимальні параметри окремих елементів стрічкопровідних систем, оцінювати їх якість та здійснювати синтез систем автоматичного управління ними.

8. Результати цифрового моделювання, аналіз експериментальних досліджень, виконаних на рулонній друкарській машині, та результати впровадження підтвердили основні теоретичні положення роботи і ефективність програмних засобів.

9. Результати роботи використані у ВАТ “УкрНДІСВД” (м. Київ) при розробці систем автоматичного регулювання натягу стрічки, впровадженні на Поліграфічному комбінаті “Україна” (м. Київ) для налагодження існуючих систем суміщення фарб та в навчальний процес Української академії друкарства.

Публікації автора:

1. Луцків (Хмельницька) І.М. Частотні характеристики процесу зміщення фарб на друкарських машинах // Комп’ютерні технології друкарства.–№6. –Л.: УАД, 2001.–С. 353-357.

2. Луцків (Хмельницька) І.М. Комп’ютерне симулювання зміщення фарб на рулонних друкарських машинах // Комп’ютерні технології друкарства.–№7. –Л.: УАД, 2002.–С. 69-74.

3. Луцків (Хмельницька) І.М. Модель натягу стрічки в рулонних друкарських машинах з врахуванням взаємних впливів // Комп’ютерні технології друкарства.–№9. –Л.: УАД, 2002.–С. 211-217.

4. Луцків (Хмельницька) І.М. Аналіз впливу неточності виготовлення діаметрів стрічкопровідних циліндрів на натяг стрічки в рулонних ротаційних машинах // Автоматизація.–№38. –Л.: Національний університет «Львівська політехніка», 2004.–С. 82-89.

5. Дурняк Б.В., Луцків (Хмельницька) І.М. Модель видовження рухомої стрічки в стрічкопровідних системах із випередженням швидкості ведучих пар рулонних ротаційних машин // Електроенергетичні та електромеханічні системи. Вісник Національного університету «Львівська політехніка».–№511. –Л.: НУ «Львівська політехніка», 2004.–С. 33-40.

6. Луцків (Хмельницька) І.М. Моделювання стрічкопровідної ділянки методом інтегрування приросту швидкості стрічки на інтервалі часу // Наукові записки Української академії друкарства.–№7. –Л.: УАД, 2004.–С. 76-82.

7. Хмельницька І. Аналіз стрічкопровідної ділянки з обвідними валиками // Комп’ютерні технології друкарства.–№12. –Л.: УАД, 2004.– С. 84-92.

8. Дурняк Б.В., Хмельницька І.М. Аналіз стрічкопровідної ділянки з підпружиненим валиком // Зб. наук. праць Інституту проблем моделювання в енергетиці ім. Г.Є. Пухова.–№29. –К.: Вид-во Нац. академії наук України, 2005.–С. 191-201.

9. Хмельницька І. Зміщення фарб на багатофарбових ротаційних друкарських машинах // Комп’ютерні технології друкарства.–№13. –Л.: УАД, 2005.–С. 70-83.

10. Хмельницька І. Моделювання впливу неточності виготовлення циліндрів друкарських пар рулонних друкарських машин на зміщення фарб // Зб. наук. праць Інституту проблем моделювання в енергетиці ім. Г.Є. Пухова.–№28. –К.: Вид-во Нац. академії наук України, 2005.–С. 161-171.

11. Дурняк Б.В., Хмельницька І.М. Модель зміщення фарб на рулонних друкарських машинах із випередженням швидкості циліндрів дру– карських пар // Наукові записки Української академії друкарства.–№9. –Л.: УАД, 2006.–С. 49-56.

12. Дурняк Б.В., Луцків (Хмельницька) І.М. Моделювання стрічко-провідних систем із випередженням швидкості ведучих пар ротаційних машин / “Автоматика–2004”: Матеріали 11-ї міжнародної конференції з автоматичного управління.–Т.4.–К.: Нац. університет харч. техн., 2004.–С. 41.

13. Луцків (Хмельницька) І.М. Розподіл натягу в стрічкопровідній системі / Зб. доп. 3-ї наук.-техн. конференції ст. і асп. “Друкарство молоде”. –К.: Вид-во КПІ, 2003.–С. 67-70.

14. Луцків (Хмельницька) І.М. Моделювання впливу неточності виготовлення стрічкопровідних циліндрів на динаміку стрічкопровідних систем / “Автоматика–2004”. Матеріали 11-ї міжнародної конференції з автоматичного управління.–Т.1.–К.: Нац. університет харч. техн., 2004.–С. 76.