Разработка и исследование адаптивной системы управления активной мощностью гидроагрегата ГЭС с поворотно-лопастной турбиной, страница 6

Рис. 1.11 - Изменение вертикальной вибрации турбины гидроагрегата и угла установки лопастей рабочего колеса при пуске

Рис. 1.12 - Изменение давления в спиральной камере НА гидроагрегата при пуске

Рис. 1.13 - Изменение давления в отсасывающей трубе гидроагрегата при пуске

Указанные негативные явления можно устранить (либо минимизировать) за счет применения микропроцессорной системы адаптивного управления частотой вращения ротора и активной мощностью, в цепь обратной связи которой включена обучаемая модель гидроагрегата.

1.3  Анализ систем и алгоритмов адаптивного управления многомерными объектами

Приходится констатировать, что в настоящее время ни на одной ГЭС России  нет  современных  комплексных  автоматизированных  систем,  реализующих  в полном объёме управляющие и информационные функции, хотя технические возможности  для  этого имеются,  так  как  считается, что  гидроэлектростанции представляют собой объекты с потенциально высокой степенью автоматизации технологических процессов [1].

Ситуация  осложняется отсутствием в России на рынке технологий автоматизации предложений по полностью законченным системам сбора информации и управления технологическим процессом. Современное  состояние автоматизированных систем можно охарактеризовать  как "лоскутную" автоматизацию, когда произвольные участки системы управления ГЭС в процессе перевооружения заменяются программно-техническими комплексами. 

Теоретической и методологической основой диссертации являются исследования заявителей проекта, отечественных и зарубежных ученых по вопросам развития систем адаптивного управления и автоматизации в гидроэнергетике.

Теория адаптивного управления была создана и развита в научных школах: Р. Беллмана, К. Гловера, Р. Калмана, А. А. Красовского, А. Б. Куржанского, Б. Н. Петрова, Дж. Саридиса, А. А. Фельдбаума, В. Н. Фомина, Я. З. Цыпкина, В. А. Якубовича и многих других ученых. Однако существующая теория адаптивного управления решает частные задачи при существенных ограничениях. Возмущающие воздействия считают эргодическими цветными гауссовскими шумами (ЭЦГШ), либо сигналами с ограниченной энергией (уровень сигнала с ограниченной энергией с течением времени должен уменьшиться до нуля). Управляющие воздействия формируют пропорционально текущим значениям переменных состояния объекта управления (ОУ), либо используют регуляторы с заранее выбранной структурой (как правило, по эмпирическим правилам) и постоянными настраиваемыми параметрами.

Основные принципы оптимального управления в условиях априорной неопределенности возмущающих воздействий и процессов, происходящих в объекте управления, сформулировал А.А. Фельдбаум и назвал их дуальным управлением [4]. В системах дуального управления при формировании оптимального управляющего воздействия в текущий момент времени необходимо знать всю информацию о прошлых и будущих значениях переменных состояния объекта управления и возмущающих воздействий. В большинстве практических задач эта информация недоступна проектировщику, но ее можно в той или иной степени восстановить из анализа наблюдаемых выходных сигналов ОУ в процессе управления. При достаточно эффективном восполнении недостающих сведений система управления приобретает оптимальные свойства, либо близкие к оптимальным. Такая система управления должна решать следующие задачи:

·  определять функции плотности распределения вероятности входных воздействий и выходных переменных объекта управления;

·  определять показатели эффективности (функции стоимости) критериев оптимальности оценивания переменных состояния и  управления;

·  вычислять оптимальные оценки текущих значений переменных состояния объекта управления;

·  определять оптимальные траектории перехода переменных состояния объекта управления из начального состояния в заданное конечное состояние;

·  определять алгоритм формирования управляющих воздействий, оптимальных по выбранному критерию управления.