Каскадне керування електроприводами насосної станції на основі астатичного нечіткого регулятора
Journal Title: Вісник Національного технічного університету «ХПІ». Серія: Енергетика: надійність та енергоефективність - Year 2023, Vol 7, Issue 2
Abstract
В статті розглянуті основні особливості каскадного керування тиском в системі водопостачання із регульованим і додатковим нерегульованим насосом. Сформульовані недоліки існуючих систем керування і запропоновано здійснювати керування електроприводами насосної станції із корекцією швидкості обертання регульованого насосу в залежності від режиму роботи нерегульованого. Розроблена спрощена математична модель контуру регулювання тиску із представленням вмикання додаткового насосу у вигляді збурюючого впливу аперіодичного характеру. При цьому закон керування додатковим насосом, описується у вигляді однозначних нелінійностей на основі одиничної ступінчастої і сигнатурної функцій, що дозволяє значно спростити його реалізацію у випадку використання мікропроцесорних пристроїв керування. Для зменшення впливу збурень в перехідних режимах роботи, а саме при вмиканні додаткового насосу, запропоновано використовувати в алгоритмі керування складову корекції швидкості для основного насосу. Для уникнення формування статичної похибки в роботі запропоновано використовувати регулятор тиску і інтегральною складовою. Далі розроблена уточнена математична модель в середовищі MATLAB і проведено дослідження роботи системи із пропорціонально-інтегрально-диференціальним регулятором тиску для регулювання швидкості основного насосу. Визначено, що використання складової корекції дозволяє підвищити точність регулювання тиску, однак не дозволяє скомпенсувати наявність транспортного запізнювання і нелінійностей системи. Тому, в якості регулятора тиску на виході гідравлічної системи використовується комбінований астатичний нечіткий регулятор на основі пропорційно-інтегрального алгоритму керування. Головна відмінність такого регулятора полягає у автоматичній зміні коефіцієнта підсилення при зміни помилки, що запобігає виникненню нестійких режимів при великих коефіцієнтах розімкнутої системи. Розроблена нечітка система керування дає низку переваг, таких як підвищення надійності водопровідної мережі, покращення робочих характеристик системи водопостачання для споживачів, зменшення зносу насосного обладнання та зниження споживання електроенергії, що підтверджується результатами цифрового моделювання.
Authors and Affiliations
Алла Василівна Босак, Антон Валерійович Торопов, Володимир Григорович Дубовик, Лілія Володимирівна Торопова, Олексій Юрійович Боднарук
Keywords
Related Articles
- EP ID EP739799
- DOI https://doi.org/10.20998/2224-0349.2023.02.01
- Views 14
- Downloads 0
Вплив імпульсного опромінення водневою та гелієвою плазмою на формування твердих розчинів у тонкоплівковій гетеросистемі CdTe/CdS
Рентгендифрактометричним методом проведено дослідження впливу опромінення імпульсами водневої та гелієвої плазми на характер міжфазової взаємодії плівкових шарів сульфіду та телуриду кадмію, які були отримані методом гар...
Моделювання зміни параметрів внутрішньої ізоляції високовольтних вводів для аналізу достовірності контролю під робочою напругою
У статті розглянуто моделювання зміни параметрів внутрішньої ізоляції високовольтних вводів для аналізу достовірності контролю під робочою напругою. Для моделювання параметрів внутрішньої ізоляції високовольтного вводу б...
SMART GRID TECHNOLOGY, TRANSMISSION OF ELECTRICAL ENERGY IN POWER SUPPLY AND LIGHTING SYSTEMS OF CITIES
Modern power supply and lighting systems of cities are complex electrical systems of an automated type, in which the processes in individual power supply systems and city lighting systems are interconnected and interdepe...
ВДОСКОНАЛЕННЯ ТЕХНІКО-ЕКОНОМІЧНИХ МОДЕЛЕЙ ПОВІТРЯНИХ ЛІНІЙ ЕЛЕКТРОПЕРЕДАЧІ НА БАЗІ КРИТЕРІАЛЬНОГО МЕТОДУ
Запропоновано вдосконалені техніко-економічних моделей повітряних ліній 35–750 кВ відповідно Закону України «Про ринок електричної енергії». Актуальність і складність проблеми, що розглядаэться, обумовлена тим, що перехі...
Дослідження перспектив застосування соціо-демографічних даних для аналізу потенціалу керування попитом
На сьогоднішній день найбільш розвинені країни стрімко збільшують обсяги виробництва електричної енергії на основі відновлюваних джерел енергії, що в першу чергу включає в себе збільшення частки генерації на сонячних та...