Разработка и исследование адаптивной системы управления активной мощностью гидроагрегата ГЭС с поворотно-лопастной турбиной, страница 12

10). Адаптивные системы автоматического управления на базе регуляторов с оптимизируемыми параметрами можно применять для управления объектами, на которые действуют возмущения в виде сигналов с ограниченной энергией. Однако синтез таких регуляторов осуществляют частотными методами, которые нельзя применять в нелинейных задачах. Настройку параметров регуляторов заданной структуры осуществляют с помощью алгоритмов стохастической аппроксимации и методом наименьших квадратов, строгое обоснование которых выполнено только в линейной постановке.

11). Минимаксный подход к задачам синтеза адаптивных систем управления (в частотной области и в пространстве состояний) строго обоснован в линейной постановке и только в случаях, когда возмущающие воздействия являются сигналами с ограниченной энергией (при  абсолютная величина таких возмущений должна уменьшиться до нуля). Частотные методы в нелинейных задачах применять нельзя. При использовании минимаксного подхода для синтеза нелинейных адаптивных систем в пространстве состояний получают краевые задачи для системы взаимосвязанных нелинейных дифференциальных (либо разностных) уравнений и нелинейных неравенств, решение которых в процессе управления определить нельзя.

Таким образом, существующие системы адаптивного управления позволяют решать частные задачи управления (с возмущающими воздействиями в виде эргодических цветных гауссовских шумов и сигналов с ограниченной энергией). В нелинейной постановке задачи адаптивного управления являются некорректно поставленными. Общий принцип решения некорректно поставленных вариационных задач определяет метод регуляризации А.Н. Тихонова. Однако существующие регулярные методы решения некорректно поставленных вариационных задач являются одношаговыми. Поэтому, они плохо приспособлены для применения в системах автоматического управления, где информация об оптимизируемом процессе поступает в реальном времени последовательно.

1.4  Постановка  задачи синтеза адаптивной системы управления

В результате выполненного анализа были выявлены следующие основные недостатки существующей системы регулирования активной мощности гидроагрегата и предложены пути их устранения:

1. Для предотвращения гидравлических ударов требуемые законы изменения управляемых переменных и границы областей допустимых значений управляющих воздействий и переменных состояния необходимо формировать с помощью функций, имеющих непрерывные вторые производные своих аргументов.

2. Для снижения уровня вибраций необходимо выполнять на каждом гидроагрегате индивидуальную корректировку комбинаторной зависимости (полученной при испытаниях модели РК), используя дополнительную обратную связь от датчиков активной мощности и положений лопастей РК и лопаток НА.

3. Для улучшения статических и динамических характеристик синтез системы управления гидроагрегатом (либо настройку параметров штатных регуляторов активной мощности и частоты вращения ротора) необходимо выполнять с использованием индивидуальных нелинейных моделей каналов управления каждого гидроагрегата.

Идентификацию и обучение модели каждого канала управления необходимо выполнять в процессе нормальной работы гидроагрегата.

Поэтому необходимо применять метод аналитического проектирования адаптивных систем автоматического управления нелинейными объектами в условиях априорной неопределенности, когда возмущающие воздействия являются сигналами, ограниченными по абсолютной величине, а математическое описание траекторий перехода управляемых переменных в конечное состояние задано неравенствами. Адаптивная система автоматического управления, реализующая этот подход, будет содержать блок оценивания переменных состояния объекта управления и возмущающих воздействий (систему обучения объекта управления), блок формирования оптимальных траекторий перехода переменных состояния гидроагрегата в требуемое состояние (систему формирования траекторий) и блок формирования управляющих воздействий. При этом система обучения объекта управления, система формирования траекторий и блок формирования управляющих воздействий будут представлены в виде самонастраивающихся многомерных ПИД-регуляторов с переменными параметрами.