Показатель эффективности (8) предлагается использовать в системе управления активной мощностью для формирования задания ПИ-регулятору сервомотора механизма открытия НА. Алгоритм оптимального управления можно определить в результате решения задачи минимизации этого показателя с помощью принципа максимума.
3.2. Нормированное значение мощности турбины в установившемся режиме работы:
,                      (9)
где:  
 - нормирующий множитель.
Показатель эффективности системы управления (9) определяет величину потерь мощности потока воды в турбине. Этот показатель предлагается использовать при разработке алгоритма коррекции комбинаторной зависимости:
угол
разворота лопастей РК 
 в текущий момент времени 
 следует изменять так, чтобы показатель
эффективности (9) принимал максимальное значение при любых (но
известных) значениях статического напора и величины открытия НА  в момент
времени 
.
Алгоритм решения этой задачи оптимального управления можно определить с помощью принципа максимума.
3.3. Квадрат среднеквадратической скорости штока сервомотора открытия НА:
.                                                                  
                       (10)
3.4. Квадрат среднеквадратической скорости штока сервомотора разворота лопастей РК:
.                                                                                       
(11)
Показатели эффективности (10) и (11) определяют степень износа золотников и величину сил инерции. Эти показатели предлагается использовать при разработке алгоритмов управления сервомоторами открытия НА и разворота лопастей РК соответственно.
Таким образом,
задача оптимального управления активной мощностью гидроагрегата заключается в определении
оценок 
 и 
 переменных
 и 
, обращающих
в минимум показатели эффективности (8), (10), (11) и в максимум показатель
эффективности (9). При этом следует учитывать ограничения, заданные:
· дифференциальными уравнениями (5), (7) и (8);
· неравенствами (6);
· уравнениями, описывающими динамику ЭГП;
· уравнениями, описывающими зависимость математического ожидания перепада давления от открытия НА и угла разворота лопастей РК;
· уравнениями, описывающими зависимость активной мощности от открытия НА и угла разворота лопастей РК.
4. Обоснование математической модели объекта и алгоритма управления
4.1. Алгоритм оптимальной фильтрации турбулентных
пульсаций давления в расходомерном створе спиральной камеры
Алгоритм фильтрации турбулентных пульсаций давления предназначен для
определения оптимальной оценки математического ожидания 
 перепада
давления в зависимости от текущих значений статического напора, открытия НА и
угла разворота лопастей РК. 
Выходную переменную и параметры этой модели используют в алгоритме обучения модели процесса формирования активной мощности и в алгоритме формирования управляющих воздействий на ЭГП приводов лопаток НА и лопастей РК.
Математическое
ожидание 
 перепада давления 
 в
расходомерном створе спиральной камеры зависит от значений статического напора 
, открытия НА 
 и угла
разворота лопастей РК 
 в текущий момент времени 
, где 
 – период
опроса датчиков; 
. Эту неизвестную зависимость предлагается
задать с помощью уравнений авторегрессии скользящего среднего (АРСС):
,                                                           (12)
,                                                       (13)
где: 
 - оценка выходного сигнала датчика перепада
давления 
, вычисленная на момент времени 
 по уравнениям математической модели; 
 - турбулентные
(случайные) пульсации давления.
Оптимальные
оценки математического ожидания 
 перепада давления и параметров
 и 
 формируют
в процессе управления (в реальном масштабе времени) с помощью рекуррентного
алгоритма оптимальной фильтрации турбулентных пульсаций 
 давления.
Этот алгоритм
получают с помощью принципа максимума Понтрягина в форме рекуррентных уравнений
расширенного фильтра Калмана для задачи оптимального оценивания
переменной состояния и параметров 
 и 
 динамической системы (12), (13) минимизацией
по переменным 
, 
, 
 и 
 регуляризованного
по Тихонову функционала метода наименьших квадратов:
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.