bsuirДоклады БГУИРDoklady BGUIR1729-76482708-0382БГУИР10.35596/1729-7648-2021-19-6-97-102bsuir-3164Research ArticleКРАТКИЕ СООБЩЕНИЯSHORT NOTESОсновные принципы построения высококачественных аналитических приспосабливающихся систем управления теплоэнергетическими процессамиBasic principles of construction of high-quality analytical adaptable control systems for thermal energy processesКулаковГ. Т.KulakouG. Т.

Кулаков Геннадий Тихонович, доктор технических наук, профессор, профессор

220013, г. Минск, пр-т Независимости, 65

Kulakou Genadzi T., D.Sc, Professor

220013, Minsk, Nezavisimosti Ave., 65

tes_bntu@tut.byКулаковА. Т.KulakouA. Т.

Кандидат технических наук, доцент

Минск

Kulakou Aliaksandr T., PhD, Associate Professor

Minsk

Белорусский национальный технический университетBelarusian National Technical University20213009202119697101Copyright © Кулаков Г.Т., Кулаков А.Т., 20212021Кулаков Г.Т., Кулаков А.Т.Kulakou G.Т., Kulakou A.Т.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://doklady.bsuir.by/jour/article/view/3164

Освещаются вопросы существенного улучшения качества управления объектами с самовыравниванием с использованием двухконтурных систем автоматического управления (САУ). Приведены результаты моделирования и промышленных испытаний типовой системы автоматического управления и предлагаемой инвариантной каскадной САУ. Обоснованы преимущества методов структурно-параметрической оптимизации для создания высококачественных систем управления теплоэнергетическими процессами. Предложен следующий алгоритм формирования структурной схемы высококачественной инвариантной каскадной САУ. Вначале определяют структуру оптимальной передаточной функции стабилизирующего регулятора как произведения обратной передаточной функции опережающего участка объекта на заданную передаточную функцию разомкнутой системы внутреннего контура в виде идеального интегрирующего звена с одним расчетным параметром динамической настройки, позволяющим оптимально отрабатывать как внутренние возмущения, так и задание стабилизирующему регулятору. Затем рассчитывают параметры динамической настройки корректирующего регулятора на оптимальную отработку крайнего внешнего возмущения. Далее выделяют эквивалентное внешнее возмущение без его непосредственного измерения с использованием полной модели инерционного участка объекта. При этом полученную разность основной регулируемой величины и выхода модели подают на вход устройства компенсации эквивалентного внешнего возмущения, реализованного в виде дифференциатора, что позволяет повысить точность и быстродействие инвариантной САУ по сравнению с типовой. Для обеспечения высокого качества регулирования во всем диапазоне изменения нагрузок параметры динамической настройки инвариантной каскадной САУ и модели инерционного участка корректируют в функции нагрузки.

The modeling results and industrial tests of a typical automatic control system (ACS) and the proposed invariant cascade ACS are presented. The advantages of structural-parametric optimization methods for creating high-quality control systems for heat-and-power processes have been substantiated. The following algorithm for forming a block diagram of a high-quality invariant cascade SAR is proposed. At the beginning, the structure of the optimal transfer function of the stabilizing regulator is determined as the product of the inverse transfer function of the leading section of the object by a given transfer function of the open system of the internal circuit in the form of an ideal integrating link with one calculated parameter of dynamic tuning, which allows optimally working out both internal disturbances and the task of the stabilizing regulator. Then, the parameters of the dynamic adjustment of the corrective regulator are calculated for optimal processing of the extreme external disturbance. Next, an equivalent external perturbation is isolated without its direct measurement using a complete model of the inertial section of the object. At the same time, the obtained difference between the main adjustable value and the model output is fed to the input of an equivalent external perturbation compensation device implemented in the form of a differentiator, which makes it possible to increase the accuracy and speed of the invariant SAR compared to the standard one. To ensure high quality control over the entire range of load changes, the parameters of the dynamic adjustment of the invariant SAR and the model of the inertial section are adjusted in the load function.

cистемы управлениявысокое качествоинвариантностьмодели объекта и системструктурно-параметрическая оптимизацияпеременная динамикаcontrol systemshigh qualityinvarianceobject and system modelsstructural-parametric optimizationvariable dynamicsReferencesКулаков Г.Т. Структурно-параметрическая оптимизация динамических систем теплоэнергетических Vyshejshaya shkola процессов ТЭС и АЭС. Доклады БГУИР. 2015;2(88):144-147.Kulakov G.T. [Structural-parametric optimization of dynamic systems of thermal power processes of thermal power plants and nuclear power plants]. Doklady BGUIR = Doklady BGUIR. 2015;2(88):144-147. (In Russ.)Хутский Г.И., Кулаков Г.Т. Системы автоматического регулирования температуры перегретого пара с устройством коррекции параметров динамической настройки. Теплоэнергетика. 1968;3:37-41.Khutsky G.I., Kulakov G.T. [Systems of automatic temperature control of superheated steam with a device for correcting dynamic adjustment parameters]. Teploenergetika. 1968;3:37-41. (In Russ.)Александровский Н.М., Егоров С.В., Кузин Р.Е. Адаптивные системы автоматического управления сложными технологическими процессами. Москва: Энергия; 1973.Alexandrovsky N.M., Egorov S.V., Kuzin R.E. [Adaptive automatic control systems for complex technological processes]. Moscow: Energia; 1973. (In Russ.)Кулаков Г.Т. Инженерные экспресс-методы расчета промышленных систем регулирования: справочное пособие. Минск: Вышэйшая школа; 1984.Kulakov G.T. [Inzhenernye ekspress-metody rascheta promyshlennyh sistem regulirovaniya: spravochnoe posobie]. Minsk: Vyshejshaya shkola; 1984. (In Russ.)Кулаков Г.Т. Анализ и синтез систем автоматического регулирования. Минск: Технопринт; 2003.Kulakov G.T. [Analysis and synthesis of automatic control systems]. Minsk: Technoprint; 2003.Кузьмицкий И.Ф., Кулаков Г.Т. Теория автоматического управления: учебное пособие. Минск: БГТУ; 2006.Kuzmitsky I.F., Kulakov G.T. [Teoriya avtomaticheskogo upravleniya: uchebnoe posobie]. Minsk: BSTU; 2006. (In Russ.)Кузьмицкий И.Ф., Кулаков Г.Т. Теория автоматического управления: учебник для вузов. Минск: БГТУ; 2010.Kuzmitsky I.F., Kulakov G.T. [Teoriya avtomaticheskogo upravleniya: uchebnik dlya vuzov]. Minsk: BSTU; 2010. (In Russ.)Кулаков Г.Т. Теория автоматического управления теплоэнергетическими процессами: учебное пособие. Минск: Вышэйшая школа; 2017.Kulakov G.T. [Teoriya avtomaticheskogo upravleniya teploenergeticheskimi processami: uchebnoe posobie.]. Minsk: Vyshejshaya shkola; 2017. (In Russ.)

The authors declare that there are no conflicts of interest present.