Для постановки целевой функции управления проведем анализ влияния на технический эффект таких параметров, как средний уровень (математическое ожидание) и дисперсия величин, связанных с работой регулятора давления на выходе из барабанного котла. Главным технологическим параметром для нас является давление.
В [2] подробно приведены комментарии и обоснования, и примеры связи дисперсии с показателями экономичности и надёжности. В результате изучения данного материала делаем следующие выводы:
- дисперсия давления пара оказывает существенное влияние на долговечность и безотказность работы парового тракт котельного агрегата. Снижение дисперсии давления пара приводит к повышению надежностных показателей всей системы. В то же время влияние дисперсии давления пара на показатели экономичности (КПД) несущественно.
Таким образом, в качестве целевой функции задачи оптимального управления выбираем минимум дисперсии давления перегретого пара.
Естественно, чтобы достичь полного соответствия реальной величины давления «оптимальному» заданному значению невозможно. На практике будет присутствовать некоторая колебательность и наблюдаться динамические отклонения давления от заданного уровня. Конечно, в наших интересах попытаться максимально снизить величину динамической ошибки, что позволит устойчивей вести топочный режим и избежать нежелательных последствий нарушения режима, рассмотренных выше. С другой стороны, с точки зрения экономичности и надежности, минимизация динамической ошибки не есть источник появления технического эффекта. Нам всего лишь необходимо держать динамическую ошибку в допустимых пределах, что, с точки зрения постановки задачи оптимального управления вполне может быть учтено соответствующим ограничением.
Одной из задач автоматического регулирования является обеспечение не просто устойчивости, а запаса устойчивости. Это означает, что переходные процессы в системе регулирования должны не просто затухать, а затухать достаточно интенсивно. IIроще всего учесть это требование через значение степени затухания. «Стандартными» значениями принято считать 0,75 и 0,9. Примем степень затухания процессов Ѱ=0,75. т.к. при ее уменьшении растет ωр, следовательно, уменьшается интегральный показатель I2 и уменьшается время регулирования.
Для АСР давления характерно отсутствие статизма. т.к. регулятор необходим для поддержания давления в верхней части топки котла в строгом соответствии с заданием. Таким образом, δст=0. Пропускную способность РО и ограничения на параметры регулятора возьмем из задания.
Табл.2
| Вид Условия | Математическая формулировка | Связь с технологическими требованиями |
| Целевая функция | ||
| Функциональные ограничения | 1. | Запас устойчивости |
| 2. | По заданию | |
| 3. | [2] | |
| Ограничения на область значений | В = 12, т/ч | Пропускная способность РО |
| VB,max = 90, тыс м3/ч | ||
| Dп = 90, т/ч | ||
| μ = 10% | Максимально допустимое изменение положения РО | |
| Smax = 8% | Максимально допустимое значение СКО тестового случайного процесса |
─────────────────────────────────────
Задание на курсовую работу по ТАУ
─────────────────────────────────────
Вариант = 14 Категория = 2
Объект управления : Барабанный котел
Управляемый параметр : (Рк) - Давление пара за котлом, бар
Номинальное значение Yo : 105, бар
MAX доп. значение Ymax : 110, бар
MIN доп. значение Ymin : 95, бар
Единица измер. времени : сек
Число каналов : 3
Вход 1 - B : Расход угольной пыли,т/ч
Наблюдаемость : Нет
Номинальное значение Xo : 12, т/ч
Регулирующий орган : m0 = 60 % [m] = 10 % Тим = 25, сек Sm = 8%
Вход 2 - Vв : Производительность дутьевого вент.,тыс м3/ч
Наблюдаемость : Да
Номинальное значение Xo : 90, тыс м3/ч
Регулирующий орган : m0 = 75 % [m] = 10 % Тим = 25, сек Sm = 8%
Вход 3 - Dп : Расход пара,т/ч
Наблюдаемость : Да
Номинальное значение Xo : 90, т/ч
Регулирующий орган : m0 = 75 % [m] = 10 % Тим = 20, сек Sm = 8%
----- Схема объекта управления -----
n3(t)
m3(t) ┌───┐ x3(t) ╔══════╗
─────>┤PO3├──>O────*───>╢ W3 ╟────┐
└───┘ ╚══════╝ │
n2(t) │
m2(t) ┌───┐ x2(t) ╔══════╗
─────>┤PO2├──>O────*───>╢ W2 ╟───>O
└───┘ ╚══════╝ │
n1(t) │ nу(t)
m1(t) ┌───┐ x1(t) ╔══════╗
─────>┤PO1├──>O────*───>╢ W1 ╟───>O───>O────> у(t)
└───┘ ╚══════╝
m (t) - степень открытия регулирующего органа (%)
n (t) - внутренние (неконтролируемые) возмущения в каналах
nу(t) - внешний (неконтролируемый) шум в системе
у (t) - наблюдаемый выход системы
* - признак наблюдаемости входа в объект
─────────────────────── 14 ───────────────────────
Список литературы:
1. Плетнёв Г.П. Автоматизированное управление объектами тепловых электростанций. –М.: Энергоатомиздат, 1981. – 368 с.
Федеральное агентство по образованию
Государственное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«Ивановский государственный энергетический университет
имени В.И. Ленина»
Кафедра автоматизации технологических процессов и производств
на ТЭС и АЭС