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 22
- Downloads 0
МАТЕМАТИЧНІ МОДЕЛІ ДІАГНОСТИКИ БОЛТОВОГО СТРУМОПРОВІДНОГО З’ЄДНАННЯ В УМОВАХ РЕЖИМНИХ ПАРАМЕТРІВ, ЩО ЗМІНЮЮТЬСЯ
Надійність передачі і розподілу електроенергії в портах, на суднах та енергетичних підприємствах залежить від стану болтових струмопровідних з’єднань. Практика експлуатації показує, що 2 % випадків аварійних зупинок техн...
Порівняльний аналіз параметрів тролейних шинопроводів різної геометричної форми за умови наявності вищих гармонік струму
Сучасні системи цехового електропостачання можуть мати значну довжину. Тому їх параметри та електричні характеристики істотно впливають на якість електроенергії, режими роботи електроприймачів та енергоефективність техно...
Досвід розробки та використання тренажерів для професійної підготовки фахівців у галузі електроенергетики
Розглянуті питання розробки тренажерів для навчання та тестування електроенергетиків та студентів електроенергетичних спеціальностей. Вони базуються на сучасних знаннях в галузі електроенергетики. Приведено основні харак...
Розрахунок миттєвих лінійних струмів трифазної мережі з ізольованою нейтраллю
Стаття зосереджується на вивченні методів розрахунку миттєвих лінійних струмів у трифазній мережі з ізольованою нейтраллю, що є критично важливим для підвищення надійності, ефективності, точності моніторингу та діагности...
ВДОСКОНАЛЕННЯ МЕТОДИКИ ОБҐРУНТУВАННЯ РЕКОНСТРУКЦІЇ ОБ’ЄКТІВ РОЗПОДІЛЬНИХ МЕРЕЖ
Пропонується вдосконалення методики обґрунтування реконструкції об’єктів розподільних мереж шляхом використання ризик-орієнтованого підходу. Обґрунтовано, що сучасні технології керування ризиками базуються на інженерних...