По всем вопросам звоните:

+7 495 274-22-22

УДК: 621.438

Адаптивное управление газотурбинными установками

Бахирев И.В. Пермский национальный исследовательский политехнический университет, г. Пермь, E-mail: bakherev@gmail.com

Разработан алгоритм построения подсистемы адаптивного управления, программных модулей подсистемы адаптивного управления и рассмотрена программная реализация их взаимодействия в составе программного комплекса, имитирующего внешнюю электроэнергетическую систему.

Литература:

1. Программный моделирующий комплекс для испытания и настройки САУ ГТУ наземных электростанций/ Кавалеров Б.В., Полулях А.И., Шигапов А.А., Лисовин И.Г. // Вестник Мос. авиац. инта. – 2010. – Т. 17, №5. – С. 200–211.

2. Кавалеров Б.В./ Построение упрощенной модели ГТУ с учетом основных физических принципов преобразования энергии/ Б.В. Кавалеров, И.В. Бахирев// Материалы VIII Всерос. (с междунар. участ.) науч.-техн. интернет-конф. «Энергетика. Инновационные направления в энергетике. CALS-технологии в энергетике»: материалы конф., Пермь, 2015 г. / Мин-во обр. и науки РФ; Перм. нац. исслед. политехн. ун-т. – Пермь, 2015. – С. 143–154.

3. Гуревич О.С. Управление авиационными газотурбинными двигателями: учеб. пособие / О.С. Гуревич. – М.: Изд-во МАИ, 2001. – 100 с.

4. Идентификация газоперекачивающего агрегата для модельного испытания и настройки системы управления/ Г.А. Килин, Б.В. Кавалеров, И.В. Бахирев, А.Ю. Поварницын//Вестник Воронеж. гос. ун-та, Серия: Системный анализ и информационные технологии. – 2014. – №1. – С.65–71.

5. Adachi S. Fuel control method for gas turbine: пат. 4517797 США. – 1985.

6. Автоматика и регулирование авиационных двигателей и энергетических установок./ Иноземцев А.А., Нихамкин М.А. и др. – М.: Машиностроение, 2008. – 190 с.

7. Лукас В.А. Теория автоматического управления / В.А. Лукас. – М.: Недра, 1990. – 416 с.

8. Кавалеров Б.В. Исследование адаптивного управления частотой вращения электроэнергетических газотурбинных установок/ Б.В. Кавалеров, И.В. Бахирев, Г.А. Килин //Электротехника. – 2016. – №11. – С.21–27.

9. Борцов Ю.А. Электромеханические системы с адаптивным и модельным управлением/ Ю.А. Борцов, Н.Д. Поляхов, В.В. Путов. – Л.: Энергоатомиздат. Ленингр. отделение, 1984. – 216 с.

10. Бахирев И. В. Управление электроэнергетической газотурбинной установкой с сигнальной настройкой и настраиваемой моделью / И.В. Бахирев // Наука сегодня: задачи и пути их решения: материалы Международной научно-практической конференции «Наука сегодня: задачи и пути их решения» (Россия, Вологда, 25 мая 2016 г.). – 2016. – С. 13–16.

11. С-во о гос. регистр. программы для ЭВМ. №2016661194 «Моделирование адаптивного регулятора с эталонной моделью газотурбинной установки» (Adaptive_Control_C)/ Бахирев И.В., Кавалеров Б.В. Дата приоритета: 05.08.2016. Дата регистрации: 3.10.2016.

12. С-во о гос. регистр. программы для ЭВМ №2016661250. «Моделирование адаптивного регулятора с эталонной моделью газотурбинной установки» (Adaptive_Control_D)/ Бахирев И.В., Кавалеров Б.В. Дата приоритета: 05.08.2016. Дата регистрации: 04.10.2016.

13. С-во о гос. регистр. программы для ЭВМ. №2017611583 «Идентификация газотурбинной установки в реальном времени» (GTU_Realtime_ Identifi cation)/ Бахирев И.В., Кавалеров Б.В. Дата приоритета: 09.12.2016. Дата регистрации: 06.02.2017.

14. Зиятдинов И.Р. Исследование системы управления с эталонной моделью и сигнальной настройкой для электроэнергетической газотурбинной установки/ И.Р. Зиятдинов, Б.В. Кавалеров, И.В. Бахирев //Фундаментальные исследования. – 2015. – №. 6. – С.235–240.

Для разработки, моделирования и испытания систем адаптивного управления был использован программный моделирующий комплекс «КМЭС» [1]. В ПМК «КМЭС» используются сложные поэлементные модели наземных ГТУ и соответствующие им модели СГ мощностью от 2,5 до 16 МВт. ПМК «КМЭС» внедрен на ОАО «ОДК-Авиадвигатель» и доказал свою точность и эффективность при решении задач разработки, настройки и поддержки процесса эксплуатации САУ ГТУ.

Подсистема адаптации, которая была разработана в процессе работы над диссертацией, была встроена в штатную САУ ГТУ.

Подсистема адаптации разрабатывается в виде программного модуля, который включен в состав штатной САУ ГТУ. Поэтому в работе сначала разрабатывается алгоритм построения подсистемы адаптивного управления. Затем в соответствии с этим алгоритмом выполняется программная реализация подсистемы адаптивного управления, которая встраивается в состав штатной селективной САУ ГТУ.

Для реализации приведенных ранее методов адаптивного управления в виде подсистемы для САУ ГТУ требуется рассчитать параметры адаптивных алгоритмов.

Исходя из предложенной ранее структуры адаптивной САУ ГТУ, подсистема адаптации будет связана только с контуром стабилизации частоты вращения.

Подробное применение алгоритма построения подсистемы адаптации будет рассмотрено в целях улучшения качества электроэнергии по частоте, поскольку это является целью настоящей работы. Перечень этапов построения подсистемы адаптации будет иметь следующий вид:

1. Выбор показателей качества переходных процессов, нуждающихся в улучшении и связанных с ними переменных состояния.

2. Определение контуров управления, непосредственно влияющих на выбранные переменные.

3. Синтез математической модели объекта управления.

4. Синтез замкнутых контуров, по результатам пунктов 2 и 3.

5. Подбор параметров для алгоритма беспоисковой идентификации.

6. Определение объекта динамической компенсации и расчет соответствующих параметров.

Для Цитирования:
Бахирев И.В., Адаптивное управление газотурбинными установками. КИП и автоматика: обслуживание и ремонт. 2019;7.
Полная версия статьи доступна подписчикам журнала
Язык статьи:
Действия с выбранными: