2. Разработаны теоретические основы процесса гранулообразования в барабанном окомкователе в виде системы математических моделей, включающей модели:
- взаимодействия между исходными частицами в процессе формирования гранул, учитывающая процессы присоединения частиц материалов под действием жидкостной манжеты и механизма распределения жидкости в сыпучем материале, позволяющая определять влажность и состав материала, поступающего на гранулообразование для подсистемы управления шихтоподготовкой материала.
- кинетики роста гранул в окомкователе на основе теории укрупнения гранул под действием механических нагрузок, отличающаяся учетом хода процесса наращивания массы гранулы, позволяющая определить принципы формирования гранулы в зависимости от соотношения гранулируемой и гранулирующей фракций;
- процесса перемещения сыпучего материала при гранулировании, отличающаяся учетом распределения массы материала в барабанном окомкователе, обеспечивающая режим переката и управление процессом гранулообразования тонкоизмельченных железорудных материалов в зависимости от режимов работы механического оборудования.
3. Предложен способ управления процессом формирования гранул в барабанном окомкователе, отличающийся формированием повышенных динамических нагрузок (ПДН) на материал в процессе получения гранул путем изменения конструкции барабанного окомкователя, обеспечивающий улучшенные характеристики получаемой продукции при одновременном повышении скорости гранулообразования.
4. Разработан метод управления шихтоподготовкой материалов, основанный на определении компонентов шихты и необходимой влажности гранулируемого материала в зависимости от физико-химических свойств материалов, поступающих на переработку, обеспечивающий ресурсосбережение в процессе гранулообразования тонкоизмельченных железорудных материалов.
5. Создан метод оценки качества управления технологическим процессом гранулообразования тонкоизмельченных материалов, отличающийся анализом выборки гранул класса крупности 0,8-1,0 от верхнего предела подрешетного продукта грохота в процессе их формирования и определением управляющих воздействий на исполнительные механизмы, реализующий управление процессом гранулообразования в реальном масштабе времени.
6. Разработан метод расчета области устойчивости (конвергентности) системы управления барабанным окомкователем, позволяющий исключить его мультистабильную динамику, являющуюся причиной возникновения гистерезисных явлений и катастроф, приводящих к нарушению нормального хода технологического процесса и выходу из строя технологического оборудования, состоящий в:
- оценке параметров силовой части электропривода, позволяющей выбрать параметры корректирующих устройств, число зон модулятора, тип импульсной модуляции для системы автоматического управления барабанным окомкователем;
- бифуркационном анализе математической модели системы управления барабанным окомкователем в пространстве параметров, позволяющим выявить закономерности мультистабильной динамики системы с многозонной импульсной модуляцией, определить пути исключения катастрофических явлений и расширения радиуса области конвергентности;
- определении радиуса области устойчивости, основанном на численно-аналитическом алгоритме расчета С-бифуркационных границ и точек коразмерности два в плоском сечении пространства параметров системы управления, позволяющим с заданной точностью рассчитать величину радиуса области конвергентности, в которой обеспечивается: малый коэффициент пульсации момента исполнительного двигателя; высокая точность воспроизведения управляющего сигнала; прогноз динамики барабанного окомкователя в условиях изменения параметров технологического процесса гранулообразования.
7. Создана система алгоритмов функционирования автоматизированной системы управления технологическим процессом формирования гранул, включающая:
- алгоритм шихтоподготовки, основанный на методе управления шихтоподготовкой материала, обеспечивающий ресурсосбережение в процессе гранулообразования железорудных материалов;
- алгоритм управления процессом формирования гранул в барабанном окомкователе, основанный на методе управления технологическим процессом путем анализа текущих параметров процесса, позволяющий определять необходимую скорость вращения барабанного окомкователя с учетом работы механического оборудования и технологии;
- алгоритм расчета области конвергентности системы управления барабанным окомкователем, основанный на методе расчета бифуркационных границ, позволяющий обеспечить расширение области устойчивости системы.
8. Синтезирована структурно-функциональная организация автоматизированной системы управления технологическим процессом формирования гранул из тонкоизмельченных железорудных материалов, отличающаяся введением в систему грохочения гранулометра для анализа подрешетного продукта грохота и системы сбора, обработки данных и управления процессом гранулообразования, состоящей из следующих структурно-функциональных элементов управления:
- шихтоподготовкой, отличающейся определением влажности и количества компонентов шихты, обеспечивающей рациональный выбор параметров материала, поступающего на гранулообразование, и тем самым обеспечивающих сбережение ресурсов;
- технологическим процессом сырого гранулообразования, включающим полный цикл производства сырых гранул на основе теории укрупнения гранул под действием механических нагрузок, математической модели перемещения сыпучего материала в окомкователе; кинетики роста гранул в окомкователе, позволяющей управлять процессом гранулообразования тонкоизмельченных железорудных материалов в совокупности с работой механического оборудования;
- барабанным окомкователем, интегрированным в систему сбора, обработки данных и управления процессом гранулообразования, основанным на импульсном регулировании вращательного момента исполнительного двигателя, отличающимся использованием многозонной импульсной модуляции, позволяющим повысить оперативность контроля и управления технологическим процессом, улучшить динамические характеристики электропривода и обеспечить малый коэффициент пульсаций момента вращения двигателя и высокую точность регулирования.
1.Чернецкая, И.Е. Об одном подходе к расширению области абсолютной устойчивости системы управления с многозонной импульсной модуляцией [Текст] / И.Е. Чернецкая, О.О. Яночкина // Научно-технический журнал «Электротехнические комплексы и системы управления». 2011. – № 2(22). – С.72-75.
2.Чернецкая, И.Е. Автоматизированная система управления процессом окомкования сыпучих тонкоизмельченных материалов [Текст] / И.Е. Чернецкая, В.С. Титов // Изв. КурскГТУ. 2010. – № 2 (31). – С.47-52.
3. Чернецкая, И.Е. Электропривод с многозонным импульсным управлением для окомкования сыпучих материалов [Текст] / Ж.Т. Жусубалиев, В.С. Титов, И.Е. Чернецкая, О.О. Яночкина // Научно-технический журнал «Электротехнические комплексы и системы управления». 2010. – № 2(18). – С.45-50.
4.Чернецкая, И.Е. Моделирование устойчивости барабанного окомкователя с релейной системой управления [Текст] / Э.Э. Конча Ороско, И.Е. Чернецкая, Д.Б. Борзов, В.В. Сусин // Научно-технический журнал «Информационно-измерительные и управляющие системы». 2010. т.8, –№ 6, – С.70-75.
5.Чернецкая, И.Е. Динамика электропривода окомкователя железорудных материалов [Текст] / Ж.Т. Жусубалиев, В.С. Титов, И.Е. Чернецкая, О.О. Яночкина // Изв. КурскГТУ. 2010. – № 4 (33). – С.59-66.
6. Чернецкая, И.Е. Вероятностная модель увеличения массы гранул [Текст] / И.Е. Чернецкая, Е.А. Исаев // Вестник МГТУ. 2010. – № 3. – С.60-63.
7.Чернецкая, И.Е. Мультистабильность и квазипериодичность в системе управления барабанным окомкователем [Текст] / О.О. Яночкина, И.Е. Чернецкая, Ж.Т. Жусубалиев // Научно-технический журнал «Системы управления и информационные технологии». – Москва-Воронеж: изд-во Научная книга. 2009. – № 3(37). – С. 58-63.
8.Чернецкая, И.Е. Устройство измерения влажности аглоруды методом СВЧ [Текст] / И.Е. Чернецкая, Д.С. Потапов // Изв. Вузов. Приборостроение. 2008. – № 2. – С. 69-73.
9. Чернецкая, И.Е. К вопросу уплотнения среды при окомковании сыпучих материалов [Текст] / И.Е. Чернецкая // Изв. Вузов. Горный журнал. 2007. – № 4– С. 98-102.
10. Чернецкая, И.Е. Управление процессом окомкования сыпучих железорудных материалов [Текст] / И.Е. Чернецкая, О.О. Яночкина // Изв. ТулГТУ. Сер. Вычислительная техника. Информационные технологии. Системы управления. Вып.1. Вычислительная техника. 2006. – С.87-93.
11. Чернецкая, И.Е. Математическая модель перемещения комкуемого материала в барабане [Текст] / И.Е. Чернецкая // Изв. ТулГТУ. Сер. Вычислительная техника. Информационные технологии. Системы управления. Вып.1. Вычислительная техника. 2006. – С.77-83.
12.Чернецкая, И.Е. К вопросу моделирования пористости частиц сыпучего материала [Текст] / И.Е. Чернецкая, Е.А. Исаев // Изв. Вузов. Черная металлургия. 2002. – № 1. – С.5-7.
13.Чернецкая, И.Е. Математическая модель оптимизации процесса окомкования железорудных концентратов [Текст] / Е.А. Исаев, И.Е. Чернецкая // Изв. АН России. Металлы. 2001. – № 1.– С. 14-19.
14.Чернецкая, И.Е. Оптимизатор процесса окомкования сыпучих железорудных материалов [Текст] / В.С. Титов, И.Е. Чернецкая // Датчики и системы. 2000. – № 1.– С.33-34.
15.Чернецкая, И.Е. К вопросу об интенсификации производства железорудных окатышей [Текст] / Е.А. Исаев, И.Е. Чернецкая // Изв. АН России. Металлы. 1997. – № 6. – С. 8-13.
Монографии
16.Чернецкая, И.Е. Теория управления окомкованием сыпучих материалов: монография [Текст] / Е.А. Исаев, И.Е. Чернецкая, Л.Н. Крахт, В.С. Титов – Стрый Оскол, изд-во «ТНТ». 2004. – 384с.
17.Чернецкая, И.Е. Современная теория окомкования сыпучих материалов: монография [Текст] / Е.А. Исаев, И.Е. Чернецкая, Л.Н. Крахт. – Стрый Оскол: изд-во «ТНТ». 2001. – 244с.
Патенты
18.Пат. 2399146 Российская Федерация, МПК H02Р 7/06 H02Н 7/08. Устройство импульсного регулирования тока электродвигателя постоянного тока [Текст] / Яночкина О.О., Чернецкая И.Е., Жусубалиев Ж.Т. – № 2009118910/09; заявл. 19.05.2009; опубл. бюл. № 25, 10.09.2010.
19.Пат. №88023 Российская Федерация, МПК С22В 1/16 Устройство контроля процесса окомкования железорудных материалов [Текст] / Конча О.Э.Э., Чернецкая И.Е., Борзов Д.Б. – №2009120088/22; заявл. 26.05.2009; опубл. бюл. №30 27.10.2009.
20.Свидетельство о государственной регистрации программ для ЭВМ №2009615199 Российская Федерация, Программа бифуркационного анализа системы автоматического регулирования момента двигателя электропривода с многозонной модуляцией [Текст] / Яночкина О.О., Чернецкая И.Е., Жусубалиев Ж.Т. – №2009614081; заявл. 27.06.2009; зарег. в Реестре программ для ЭВМ 22.09.2009.
21.Пат. 2322519 Российская Федерация, МПК C22B 1/14. Способ управления процессом окомкования сыпучих тонкоизмельченных материалов [Текст] / Чер нецкая И.Е., Исае в Е.А. – № 200610607 9/02; зая вл. 26.02.2006; опубл. бюл. № 11, 20.04.2008.
22. Пат. 2274664 Российская Федерация, МПК C22B 1/14. Способ управления процессом окомкования сыпучих материалов [Текст] / Чернецкая И.Е., Исаев Е.А. – № 2003127788/02; заявл. 15.09.2003; опубл. бюл. № 11, 20.04.2006.
23.Пат. №2265207 Российская Федерация, МПК G 01 N 22/04. Способ измерения влажности потоков дисперсных слабопроводящих материалов и устройство для его реализации [Текст] / Потапов С.А., Титов В.С., Чернецкая И.Е., Потапов Д.С. – № 2006133988/09; заявл. 17.12.2002; опубл. бюл. № 33, 27.11.2005.
24.Пат. №37099 Российская Федерация, МПК С22В1/ 14. Устройство оптимизации шихтоподготовки железорудных материалов перед окомкованием (патент на полезную модель) [Текст] / Чернецкая И.Е., Исаев Е.А. – №2003136606/20; заявл. 22.12.2003; опубл. бюл. №10 10.04.2004.
25. Пат. 2199596 Российская Федерация, МПК С22В1/24. Способ окомкования сыпучих материалов [Текст] / Исаев Е.А., Чернецкая И.Е. – №2000132046/02; заявл. 21.12.2000; опубл. бюл. № 11, 27.03.2003.
26. Пат. 22024 Украина, МПК G 01 N 27/02. Способ измерения влажности тонкоизмельченных железорудных материалов [Текст] / Исаев Е.А., Чернецкая И.Е., Титов В.С., Пугач Н.Ю., Гришин Н.М. – №96051812; заявл. 12.05.1996; опубл. бюл. № 2, 30.04.1998.
Наиболее значимые статьи, опубликованные в других изданиях
27.Чернецкая, И.Е. Исследование электропривода, включающего барабанный окомкователь как объект управления [Текст] / И.Е. Чернецкая // Изв. ЮЗГУ серия УИВТ. 2011. – №1. – С.15-21.
28.Чернецкая, И.Е. Оценка динамических свойств нагруженного барабанного окомкователя [Текст] / Е.А. Исаев, Д.А. Наговский, И.Е. Чернецкая // Информационные технологии и компьютерная инженерия, Винницкий гос. техн. ун–т. 2007. – № 2(9). – С.90-95.
29.Чернецкая, И.Е. Математическая модель гранулообразования в увлажненном тонкоизмельченном материале [Текст] / Е.А. Исаев, Д.А. Наговский, И.Е. Чернецкая // Вестник Херсонского гос. техн. ун–та. 2007. – № 4(27). – С.107-112.
30.Чернецкая, И.Е. К вопросу принятия решений при оптимизации гранулирования рыбной муки в барабане [Текст] / Е.А. Исаев, О.П. Завальнюк, И.Е. Чернецкая // На учно-технический журнал «Автоматика. Автоматизация. Электротехнические комплексы и системы». Херсонский гос. техн. ун–т. 2006. – №1(17). – С. 132-137.
31.Чернецкая, И.Е. Режим повышенных динамических нагрузок при окомковании концентратов железистых кварцитов [Текст] / И.Е. Чернецкая, Е.А. Исаев // Изв. КурскГТУ. 2006. – № 1(16).– C.30-32.
32.Чернецкая, И.Е. Система автоматической оптимизации окомкования железорудного концентрата в условиях ЦГОКА [Текст] / И.Е. Чернецкая, Е.А. Исаев, Ю.А. Лебеденко // Научно-технический журнал «Автоматика, автоматизация, электротехнические комплексы и системы», Херсонский гос. техн. ун–т. 2004. – №2(14). – С.193-199.
33.Чернецкая, И.Е. Информационно-аналитическая модель управления окомкованием сыпучих материалов [Текст] / И.Е. Чернецкая, Е.А Исаев // Вестник Херсонского гос. техн. ун–та. 2003. – №2(18). – С.494-495.
34.Чернецкая, И.Е. Оптимизация управления электроприводом при окомковании сыпучих материалов [Текст] / Е.А. Исаев, И.Е. Чернецкая // Вестник национального технического университета «Харьковский политехнический университет». 2002. Т. 2. – № 12. – С.502-503.
35.Чернецкая, И.Е. Математическая модель и оптимизация производства окатышей в барабанном окомкователе [Текст] / Е.А. Исаев, И.Е. Чернецкая // Сборник научных трудов Керченского морского технологического института – 2002. – № 3. – С.98-104.
36.Чернецкая, И.Е. Математическая модель уплотнения сыпучей среды при ударных воздействиях [Текст] / Е.А.Исаев, В.С. Титов, И.Е. Чернецкая // Сборник научных трудов Курского государственного технического университета.– 2000. – № 2. – С.15-21.
37.Чернецкая, И.Е. Математическая модель роста массы окатышей при окомковании тонкоизмельченных материалов [Текст] / И.Е. Чернецкая, В.С. Титов // Вестник Херсонского гос. техн. ун–та. 1997. – №2. – С.167-170.
Материалы и тезисы докладов, опубликованные в трудах Всероссийских и
Международных конференций
38. Чернецкая, И.Е. Метод и алгоритм управления шихтоподготовкой сыпучих материалов для системы управления процессом гранулообразования / И.Е. Чернецкая, А.И. Каверзин // «Информационно-измерительные, диагностические и управляющие системы»: материалы II международной научно-технической конференции. – Курск: ЮЗГУ. 2011. – С. 149-152.
39. Чернецкая, И.Е. Метод и алгоритм управления процессом гранулообразования сыпучих малоразмерных материалов / И.Е. Чернецкая, И. Ю. Пигарева, Н.Ю. Захарова // «Информационно-измерительные, диагностические и управляющие системы»: материалы II международной научно-технической конференции. – Курск: ЮЗГУ. 2011. – С. 155-157.
40. Chernetskaya, I.E. System for control of the crude iron-ore pellets production [Текст] / I.E. Chernetskaya, O.O. Yanochkina // Proceedings of seventh International Conference «Information and telecommunication technologies in intelligent systems», Lugano, Schweiz, 03.06-09.06.2010. – рр. 100-106.
41.Чернецкая, И.Е. Способ контроля качества процесса гранулирования сыпучих железорудных материалов [Текст] / И.Е. Чернецкая, Е.А. Исаев // «Оптико-электронные приборы и устройства в системах распознавания образов, обработки изображений и символьной информации»: материалы IX Международной конференции. – Курск: Курск. гос. техн. ун-т. 2010. – С. 270-271.
42.Чернецкая, И.Е. Автоматизация управления процессом окомкования сыпучих железорудных материалов [Текст] / О.О. Яночкина, И.Е. Чернецкая // «Современные инструментальные системы, информационные технологии и инновации»: материалы VII Международной научно-технической конференции. – Курск: Курск. гос. техн. ун-т. 2010. – С.304-308.
43.Чернецкая, И.Е. Устройство контроля процесса окомкования сыпучих железорудных материалов [Текст] / Э.Э. Конча, Д.Б. Борзов, И.Е. Чернецкая // «Интеллектуальные и информационные системы: материалы Всероссийской научно-технической конференции. – Тула: Тульский гос. ун-т. 2009. – С.200– 201.
44.Чернецкая, И.Е. Система управления электроприводом барабанного окомкователя [Текст] / О.О. Яночкина, И.Е. Чернецкая // «Интеллектуальные и информационные системы»: материалы Всероссийской научно-технической конференции. – Тула: Тульский гос. ун-т. 2009. – С.173–175.
45. Чернецкая, И.Е. Устойчивость колебательных режимов электропривода барабанного окомкователя с импульсным управлением [Текст]/ О.О. Яночкина, И.Е. Чернецкая // «Информационно-измерительные, диагностические и управляющие системы»: материалы I международной научно-технической конференции. – Курск: Курск. гос. техн. ун-т. 2009. – С. 68-71.
46.Чернецкая, И.Е. Работа окомковательного оборудования с позиций электромеханической системы [Текст] / И.Е. Чернецкая, Е.А. Исаев // «Информационно-измерительные, диагностические и управляющие системы»: материалы I международной научно-технической конференции («Диагностика – 09»). – Курск: Курск. гос. техн. ун-т. 2009. – С. 158-162.
47.Чернецкая, И.Е. Гранулирование сыпучих материалов [Текст] / И.Е. Чернецкая, Е.А. Исаев // «Оптико-электронные приборы и устройства в системах распознавания образов, обработки изображений и символьной информации»: материалы VIII международной конференции («Распознавание – 08»). – Курск: Курск. гос. техн. ун-т. 2008. – С. 169-170.
48.Чернецкая, И.Е. Устройство контроля влажности рудных потоков [Текст] / В.С. Титов, Д.С. Потапов, И.Е. Чернецкая // «Оптико-электронные приборы и устройства в системах распознавания образов, обработки изображений и символьной информации»: материалы VIII международной конференции. – Курск: Курск. гос. техн. ун-т. 2008. – С. 122-123.
49.Chernetskaya, I.E. Automatic control system for balling concentrate process on ore-dressing industrial complex [Текст] / I.E. Chernetskaya, E.A. Isaev // Proceedings of Fifth International Conference «Information and telecommunication technologies in intelligent systems», Mallorca, Spain, 31.05-07.06.07. – pp. 150-158.
50. Чернецкая, И.Е. Математическое моделирование управляемого электропривода системы окомкования [Текст] / И.Е. Чернецкая, Конча Ороско Э. // «Интеллектуальные и информационные системы»: материалы Всероссийской научно-технической конференции. – Тула: Тульский гос. ун-т. 2007. – С.131–132.
51. Чернецкая, И.Е. Устройство измерения влажности сыпучих слабопроводящих материалов в быстродвижущихся потоках [Текст] / И.Е. Чернецкая, Д.С. Потапов // «Интеллектуальные и информационные системы»: материалы Всероссийской научно-технической конференции. – Тула: Тульский гос. ун-т. 2007. – С.129–130.
52. Чернецкая, И.Е. К вопросу оптимизации окомкования тонко измельченных материалов [Текст] / И.Е. Чернецкая, «Интеллектуальные системы принятия решений и прикладные аспекты информационных технологий»: материалы Международной научной конференции (ISDMIT’2006), Евпатория, Крым. 2006. –т. 4. – С.148-153.
53.Chernetskaya, I.E. The monitoring system and process monitoring of drying of loose materials [Текст] / I.E. Chernetskaya, D.S. Potapov // Proceedings of Fourth International Conference «Information and telecommunication technologies in intelligent systems», Catania, Италия, 27.05-03.06.06, –pp.95-97.
54.Чернецкая, И.Е. Теоретический анализ режимов водопадного и ПДН при окомковании в барабане [Текст] / И.Е. Чернецкая // «Образование, наука, производство и управление в XXI веке»: материалы Международной научной конференции. – Старый Оскол: Старооскольский технологический институт (филиал) Московского гос. ин-та стали и сплавов. 2004. – С.253–256.
55. Чернецкая, И.Е. К вопросу оптимизации окомкования сыпучих материалов в барабанном окомкователе [Текст] / И.Е. Чернецкая, Е.А. Исаев // «Оптико-электронные приборы и устройства в системах распознавания образов, обработки изображений и символьной информации»: материалы VI международной конференции. – Курск: Курск. гос. техн. ун-т. 2003. – С. 291- 292.
56.Чернецкая, И.Е. Адаптивная САУ процессом окомкования сыпучих тонкоизмельченных материалов [Текст] / И.Е. Чернецкая // «Датчики и преобразователи информации систем измерения, контроля и управления»: материалы XIV научно-технической конференции с участием зарубежных специалистов («Датчик – 2002»). – Москва: МГИЭМ. 2002. – С. 91.
57.Чернецкая, И.Е. Автоматизированная система управления процессом окомкования сыпучих железорудных материалов [Текст] / И.Е. Чернецкая, Е.А. Исаев // «Оптико-электронные приборы и устройства в системах распознавания образов, обработки изображений и символьной информации»: материалы V международной конференции. – Курск: Курск. гос. техн. ун-т. 2001. – С. 223-224.
58. Чернецкая, И.Е. Математическая модель и метод автоматизированного управления окомкованием тонкоизмельченных материалов [Текст] / В.С. Титов, И.Е. Чернецкая, Е.А. Исаев // «Оптико- электронные приборы и устройства в системах распознавания образов, обработки изображений и символьной информации»: материалы IV международной конференции. – Курск: Курск. гос. техн. ун-т. 1999. – С. 207- 209.