- •Математические методы в инжиниринге металлургического оборудования и технологий
- •22.04.02 «Металлургия»
- •15.04.02 «Технологические машины и оборудование» Аннотация
- •Оглавление
- •1. Математическая модель
- •1.1. Структура математической модели
- •1.2. Свойства математических моделей
- •1.3. Схема построения математической модели
- •Решение системы уравнений методом последовательных приближений при правильном построении итерационного контура счета
- •Блочный принцип моделирования производственных систем
- •Контрольные вопросы
- •2. Классификация моделей в инжиниринге оборудования и технологий
- •Методы моделирования систем
- •2.1. Физические модели
- •2.2. Основные этапы физического моделирования
- •2.3. Имитационное моделирование
- •2.4. Натурное моделирование
- •Контрольные вопросы
- •3. Структура процесса моделирования
- •3.1. Линейное программирование
- •3.2. Нелинейное программирование
- •3.3. Сетевые задачи
- •3.4. Вероятностные и оптимизационные модели
- •3.5. Целочисленное программирование
- •Контрольные вопросы
- •4. Математические модели инновационных объектов на основе аналитических методов
- •4.1. Определение понятия «имитационное моделирование»
- •4.2. Процесс конструирования модели
- •4.3. Определения метода имитационного моделирования
- •4.4. Имитация функционирования системы
- •4.5. Метод Монте-Карло как разновидность имитационного моделирования
- •4.6. Метод деформируемого многогранника (метод Нелдера—Мида)
- •Контрольные вопросы
- •5. Инженерное проектирование
- •5.1. Понятие инженерного проектирования
- •5.2. Представление конструктивных элементов в сам-модулях
- •5.3. Облачные вычисления
- •1. Понятие инженерного проектирования
- •6.2. Эргономика элементов технологического оборудования
- •6.3. Компьютерный дизайн технологического оборудования
- •Контрольные вопросы
- •7. Построение математической модели и проверка её на адекватность на примере электрогидравлического привода
- •Контрольные вопросы
- •Заключение
- •Библиографический список
Контрольные вопросы
1. Что представляет собой электрогидравлический привод вращательного движения? Приведите пример.
2. Какая принята схема для составления математической модели?
3. Как проводилась идентификация параметров математической модели?
4. Что представляет собой проверка на адекватность модели?
Заключение
Курс лекций «Математические методы в инжиниринге металлургического оборудования и технологий» относится к дисциплинам обязательного курса студентов профессионального цикла магистерской программы «Инжиниринг металлургического оборудования и технологий» направления 22.04.02 «Металлургия» и 15.04.02 «Технологические машины и оборудование».
Дисциплина имеет общенаучную направленность, и предназначена для приобретения студентами компетенций в использования современных технологий при проектировании металлургического оборудования и технологий.
Для полноценного освоения учебного материала по дисциплине студент должен использовать знания, полученные при изучении на предыдущем уровне образования следующих дисциплин: математика (дифференциальное и интегральное исчисление, теория вероятностей и математическая статистика), информатика, механика (теоретическая механика, сопротивление материалов, детали машин), технология машиностроения, взаимозаменяемость, стандартизация и технические измерения, подъемно-транспортные машины, надежность технологических машин.
В курсе лекций «Математические методы в инжиниринге металлургического оборудования и технологий» рассмотрены основные вопросы структуры, свойства и схемы построения математической модели. Рассмотрены основные математические методы, применяемые при проектировании металлургического оборудования.
Построение математической модели технологического объекта позволяет в пределах имеющихся знаний уточнить закономерности, управляющие работой объекта. В этом смысле модель является инструментом научного познания, позволяя совершенствовать теоретические знания об объекте.
Полученная модель технологических процессов и объектов представляет собой инструмент, позволяющий прогнозировать поведение моделируемых объектов. Под прогнозированием следует понимать возможность расчета выходных характеристик технологического объекта (состава, массы полученного продукта в частности) от известных значений фиксированных входных характеристик и выбранных величин управляющих воздействий.
В таком виде модель представляет инструмент для управления технологическим объектом, позволяя ответить на вопрос: какие величины управляющих воздействий следует выбрать (и поддерживать) для того, чтобы выходные характеристики технологического объекта приняли желаемые значения.
Главное назначение модели – она предоставляет необходимые инструменты для оптимизации.
В отдельной главе курса выделены основные требования безопасности и их учет при проектировании и разработке технологического оборудования.
В заключение рассмотрена математическая модель электрогидравлического привода и проведена проверка её на адекватность. По полученным результатам, основываясь на хорошем совпадении экспериментальных данных и результатов моделирования, сделан вывод о том, что предложенный алгоритм идентификации параметров эффективен.
Для твердого усвоения курса студентам целесообразно ответить на контрольные вопросы для самопроверки, приведенные в конце каждой главы.
Необходимо дальнейшее изучение дисциплины «Математические методы в инжиниринге металлургического оборудования и технологий» путем самостоятельного овладения специальной литературой.