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.