Дослідження екстремальної системи автоматичного керування насосною установкою

Структурна схемаекстремальної системи автоматичного керування насосною установкою зображена на рис. 10.

Рис. 10 – Структурна схема ЕМСА насосної установки

Рис. 11 – а – Графіки перехідних процесів напору Н, подачі Q та заданої швидкості ω* ; б – Q-H – характеристика.

Рис. 12 – Графіки перехідних процесів сумарних втрат P та швидкості

двигуна ω

Рис. 13 – Графіки перехідних процесів напруги Um та момента двигуна М

Рис.14 – Графіки перехідних процесів ККД двигуна та ККД насоса

Робота насоса починається в довільній точці Q = 85 м³/год, Н = 250 м.. Нейронна модель кривої максимального ККД одразу визначає швидкість, на якій, при даній продуктивності, ККД буде максимальним. Регулятор робить перший крок в бік зменшення швидкості за алгоритмом, розглянутим у розділі 2.1. Поведінка споживачів, які мають збільшувати витрати при зменшенні швидкості, моделюється за допомогою ПІ – регулятора гідравлічного опору мережі. При досягненні максимального ККД, робоча точка буде коливатися в околі цього значення, як видно на рис.14. У результаті роботи алгоритму, ККД насоса (рис. 14 б ) збільшилося на 10%, ККД двигуна (рис. 14 а) при цьому залишається майже постійним, сумарне ККД системи збільшується на 6% (з 49% до 55%, як показано на рис 15). Такт квантування екстремального регулятора потрібно вибирати більшим за перехідні процеси в гідравлічній мережі. Також він повинен включати достатній час для реакції споживачів на зменшення витрат. При моделюванні він прийнятий 2 с.

Рис. 15 – Графік перехідного процесу ККД насоса та насосної установки

При відсутності реакції споживачів на зменшення продуктивності та точки перетину з кривою максимального ККД регулятор зменшуватиме частоту до заданої величини обмеження. Ефективність системи зменшується, однак можлива деяка економія енергії за рахунок зменшення частоти. Графіки перехідних процесів для даного досліду показані на рис. 16.

Рис. 16 – Графіки перехідних процесів при відсутності реакції споживачів та відсутності точки перетину з кривою максимального ККД