1.1 Сутність оптимізації Оптимізація - це пошук або визначення найкращих в певному сенсі умов проведення технологічного процесу.
З математичної точки зору оптимізація полягає в знаходженні екстремуму функції, що описує технологічний процес.
Для оцінки оптимуму необхідно, перш за все, вибрати критерій оптимізації.
Критерієм оптимізації (або критерієм оптимальності) називають кількісну оцінку якості функціонування досліджуваного об'єкта.
На підставі обраного критерію оптимізації складається так звана цільова функція, що є залежність критерію оптимізації від параметрів, які впливають на його значення.
Отже, з математичної точки зору оптимізувати процес - це значить знайти вектор управління Х опт так, щоб критерій оптимальності R прийняв екстремальне значення (max або min):
В
Оптимальні умови вибираються з декількох або безлічі альтернативних варіантів. При цьому доводиться вирішувати компромісну задачу. Наприклад, ефективність процесу часто суперечить показником продуктивності, якість - кількість, продуктивність - витрати і т.д.
З прикладної точки зору розрізняють два основних напрямку оптимізації:
- статична або параметрична оптимізація;
- динамічна оптимізація.
Статична оптимізація застосовується в тих випадках, коли структура технологічного процесу відома або жорстко задана, а потрібно визначити оптимальні значення керуючих параметрів, таких як склад, тривалість, необхідні рівні температури, тиску і т.п. Результати пошуку закладаються до регламенту ТП, тобто реалізується той чи інший вид управління станом технологічного процесу.
Динамічна оптимізація необхідна для організації оптимального управління ходом ТП, тобто коли цільова функція включає параметр часу, а критерій оптимальності є функціоналом (функцією від функції). Це найбільш складне завдання, вирішення якої пов'язане з розробкою систем АСУТП. br/>
.2 Загальні положення теорії управління технологічними процесами
Об'єктом управління для нас є технологічний процес. Спробуємо дати йому кілька визначень. p align="justify"> Виробничими або технологічними процесами зазвичай називають процеси переробки природної сировини або напівфабрикатів у засоби виробництва або предмета споживання.
Це чисто технологічне визначення.
З загальнонаукової точки зору будь-який процес можна представити як послідовну закономірну зміну будь-яких явищ, станів або як сукупність послідовних дій для досягнення якого-небудь результату. У цьому загальнонауковому визначенні можна виділити дві головні ознаки, що характеризують процес як об'єкт управління: динамізм, що ототожнюється з постійною зміною станів і мета функціонування, тобто управління.
Під управлінням будемо розуміти процес тільки цілеспрямованого впливу на об'єкт, в результаті якого об'єкт виявляється в певному сенсі "ближче" до виконання поставленої мети, ніж до управління.
Багато теоретичні положення науки про управління технологічними об'єктами запозичені з кібернетики.
Кібернетика - наука про загальні закономірності процесів управління і зв'язку в організованих системах.
Кібернетикові визначають також як науку про сприйняття, переробки, передачі, зберіганні, відтворенні та використанні інформації, які можуть мати місце як у живій, так і неживій природі.
Процеси відтворення інформації, її зберігання та передачі називають в кібернетиці зв'язком. Переробку сприйнятої інформації в сигнали, направляючі діяльність живих організмів і машин називають управлінням. p align="justify"> Якщо машина або живий організм здатні сприймати і використовувати інформацію про результати своєї діяльності, то говорять, що вони володіють органами зворотного зв'язку, переробка такого роду інформації в сигнали, що характеризують діяльність машини або живого організму, називається в кібернетиці контролем, або регулюванням.
Основоположник кібернетики - американський вчений Н. Вінер (1948г.), який відкрив еру обчислювальних машин. (Норберт Вінер). p align="justify"> Технологічний процес як кібернетичну систему зазвичай представляють схемою багатовимірного об'єкта, на вході якого діє векторна мінлива Z з складовими z 1 , ... z k , об'єднуюча нерегульовані характеристики процесу, а так само векторна змінна X (t) з складовими х 1 (t), ..., х
