Создание математической модели и алгоритма адаптивного управления гидроагрегата. Создание макета адаптивной системы управления гидроагрегата и проведение испытаний (Научное обоснование критериев оптимальности, принципов и методов, на базе которых Заявитель предлагает выполнять работу), страница 5

Выводы. Из результатов натурных энергетических испытаний гидроагрегатов №№ 9, 11, 16, 18, 19 и 22 следует:

1). В процессе ручного управления турбинами этих ГА (с отключенным комбинатором), были определены комбинации значений напора, открытия НА и угла разворота лопастей РК, обеспечивающие максимальные значения индексного к.п.д. Однако эти значения с точностью вычислений индексного к.п.д., обусловленной погрешностями измерений активной мощности и перепада давления, совпадают со значениями индексного к.п.д., которые использовались при определении комбинаторных зависимостей штатных САУ.

2). В режимах работы, реализованных при этих же комбинациях напора, открытия НА и угла разворота лопастей РК, обеспечивающих максимальные значения индексного к.п.д., было получено существенное увеличение активной мощности (от 2,5 до 15,0 МВт) всех гидроагрегатов по сравнению с штатной САУ при тех же значениях открытия НА.

3). Оптимальную комбинаторную зависимость нужно определять в режимах работы каждого гидроагрегата, обеспечивающих максимальное значение активной мощности, а не индексного к.п.д., так как относительная погрешность определения активной мощности в 3÷10 раз меньше относительной погрешности вычисления индексного к.п.д.

4). Снизить степень износа главных золотников сервомоторов, уровень вибрации и динамические нагрузки на ротор и другие детали турбины (а значит уменьшить вероятность вывода гидроагрегатов в ремонт до окончания планового межремонтного периода работы) можно за счет учета в алгоритме управления ограничений на ускорения открытия НА и разворота лопастей РК.

3. Показатели эффективности системы управления

Улучшить качество управления в установившихся и в переходных режимах работы гидроагрегата и уменьшить динамические силовые воздействия на основные детали турбины можно за счет применения адаптивного управления.

Математическая модель процесса формирования активной мощности. В алгоритме адаптивного управления частотой и активной мощностью гидроагрегата предлагается применять обучаемую модель динамики объекта управления

,                                                                     (5)

где  - постоянная времени,  - активная мощность,  - статическая характеристика гидроагрегата, которую определяют по результатам энергетических испытаний, а затем уточняют в процессе управления; - величина открытия НА,  - угол разворота лопастей РК,  - статический напор.

Ограничения на скорости открытия направляющего аппарата и изменения угла разворота лопастей РК. Для уменьшения степени износа золотников сервомоторов, динамических нагрузок и сил инерции, возникающих в системе управления, ограничивают максимально возможные значения скоростей открытия направляющего аппарата и изменения угла разворота лопастей РК.Такие ограничения можно задать неравенствами:

;                                                                                               (6) 

и уравнениями формирования управляющих воздействий на электрогидравлические приводы (ЭГП) лопаток НА  и лопастей РК :

  ;     ,                                       (7)

где:  - скорость открытия (закрытия) НА, подлежащая определению;

 - скорость изменения угла разворота лопастей РК, подлежащая определению;

 и  - предельно допустимые абсолютные значения скоростей открытия (закрытия) НА и изменения угла разворота лопастей РК;

 - угол разворота лопастей РК, формируемый по существующей комбинаторной зависимости;

 - постоянная времени сглаживающего фильтра.

Показатели эффективности системы управления. Эффективность системы управления предлагается определять по следующим показателям:

3.1. Квадрат относительного среднеквадратического отклонения активной мощности гидроагрегата  от текущих значений требуемой мощности , определенных заданием системе управления:

,                                                                                 (8)

где  - нормирующий множитель (допустимая погрешность управления активной мощностью).