Синтез и анализ обучаемой модели процесса формирования активной мощности гидроагрегата Волжской ГЭС, страница 11

Рисунок 14 - Структурная схема ЭГП

Составим модель ЭГП:

,                                           (3.13)

где u- управляющее воздействие, формируемое регулятором; μ – поворот лопастей РК; τс – постоянная времени; с – жесткость пружины; w(t) – возмущающее воздействие (будем считать его равным нулю). 

Далее производился переход к разностному аналогу. Идентификацию параметров модели произведем с помощью МНК.

При построении переходного процесса, модель дает неудовлетворительный прогноз изменения поворота лопастей РК. Это вызвано тем, что в холостом ходе (х.х.-b0) и в режиме работы (b1) коэффициент усиления управляющего воздействия разный. Подбором найдем оба коэффициента:

Теперь, пользуясь значениями коэффициентов для каждого режима, построим  модель всего процесса.

.                                     (3.14)

Листинг алгоритма, реализованного в среде Mathcad, приведен в приложении В.

Таким образом, мы составили альтернативные модели процесса формирования активной мощности гидроагрегатом и составили алгоритмы предварительного обучения  и обучения модели в процессе управления. Также была получена модель электрогидравлического преобразователя.


4 АНАЛИЗ ЭФФЕКТИВНОСТИ СИСТЕМЫ ОБУЧЕНИЯ МОДЕЛИ ПРОЦЕССА ФОРМИРОВАНИЯ АКТИВНОЙ МОЩНОСТИ ГИДРОАГРЕГАТА

4.1 Планирование и сбор экспериментальной информации на гидроагрегате № 8 Волжской ГЭС

Для моделирования процесса формирования активной мощности потребуются экспериментальные данные. Такие данные были получены с Волжской ГЭС во время летней практики в виде файлов для программы Microsoft Office Excel.

Файлы представляют собой записи основных параметров (частоты, мощности, открытия НА, поворот лопастей РК, различные задания) в виде массивов, сделанные во время пусков, остановов и работы в режиме синхронного компенсатора. Опрос датчиков происходит раз в секунду, в каждом файле записано 600 измерений каждого параметра.

Запись производится системой верхнего уровня «Овация», которая получает данные от контроллеров по промышленной сети. Внешний вид окна системы «Овация» представлен на рисунке 15. Файлы сохраняются на сервере системы верхнего уровня в виде текстовых файлов, которые потом конвертируются в файлы Microsoft Office Excel [13].

Рисунок 15 - Внешний вид окна системы верхнего уровня «Овация»

Также данные об измерениях предоставляются в виде графических изображений переходных процессов, которые изображены на рисунке 16. Эти графики удобны тем, что позволяют найти и устранить явные выбросы и обрывы, а также дают наглядное представление о протекании процесса.

Рисунок 16 - Графическое отображение переходных процессов

Ниже приведены записи одного из пусков гидроагрегата № 8, для компактности и наглядности они представлены в виде графиков.

На рисунке 17 представлены значения активной мощности, измеренные во время пуска гидроагрегата № 8 Волжской ГЭС. Значения мощности Nai  представлены в дискретном виде и измеряются в МВт. На рисунке по оси x откладываются дискретные отсчеты времени i.

Из рисунка видно, что перед переходным процессом произошел выброс в измерительном канале. Этот выброс исключался из моделирования, так как он может существенно повысить погрешность.

Предварительная обработка экспериментальных данных проводилась в пункте 4.2 в четвертой главе.

Рисунок 17 - Значения активной мощности от времени

На рисунке 18 представлены значения угла поворота лопастей рабочего колеса, изменяющегося во времени при переходном процессе. Угол ψi измеряется в градусах, а по оси x стоят дискретные отсчеты времени. Всего представлено 600 точек.

Рисунок 18 - Зависимость значений угла поворота лопастей рабочего колеса от времени

Явных выбросов на графике нет, поэтому эти значения без изменения использовались в моделировании.

Задание угла поворота лопастей рабочего колеса, показанное на рисунке 19, представляет собой измерения выходных сигналов комбинатора, которые измеряются в градусах.

Рисунок 19 - Зависимость заданий угла поворота лопастей рабочего колеса от времени