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.