Исследование и разработка методов оптимизации управления системами объектов "источник энергии-линия-потребитель" (на примере гидравлических объектов)

• Автор: Балахнин, Владимир Яковлевич
• Шифр специальности: 05.13.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Ленинград
• Количество страниц: 182 c. : ил

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДШИЕ.

ГЛАВА I. УПРАВЛЕНИЕ ОБЪЕКТАМИ, СОСТОЯЩИМИ ИЗ ИСТОЧНИКОВ

ГИДРАВЛИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ, ГИДРАВЛИЧЕСКИХ ЛИНИЙ И

ПОТРЕБИТЕЛЕЙ II

1.1. Структурные особенности комплексов взаимодействующих подсистем управления процессами в гидравлических объектахII
I Задачи, решаемые в подсистемах системы управления процессами в гидравлических объектах

1.3. Структурнопараметрический синтез системы управления процессами в гидравлических

объектах.

Выводы по первой главе.

ГЛАВА 2. ОПТИМИЗАЦИЯ УПРАВЛЕНИЯ СИСТЕМАМИ АГРЕГАТОВ,

СОСТАВЛЯЮЩИХ ИСТОЧНИКИ ГИДРАВЛИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ
2.1. Система насосных агрегатов как объект управления.
2.2. Оптимизация управления низконапорным источником гидравлической энергии
2.3. Оптимизация управления высоконапорным источником гидравлической энергии
2.4. Управление источником гидравлической энергии в условиях неустановившегося
движения потоков в линиях
Выводы по второй главе.
Стр.
ГЛАВА 3. МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ ОБЪЕКТОВ УПРАВЛЕНИЯ
ИСТОЧНИК ГИДРАВЛИЧЕСКОЙ ШЕРГИИГВДРАВЯИЧЕСКАЯ
ЛИНИЯПОТРЕБИТЕЛЬ.
3.1. Уравнения, описывающие объект управления источник гидравлической энергиитрубопроводпотребитель
3.2. Уравнения, описывающие объект управления источник гидравлической энергииоткрытый участок русла каналапотребитель.
3.3. Пространственно непрерывные модели объектов управления в вице передаточных функций
3.4. Пространственно дискретные модели объектов управления в виде систем обыкновенных
дифференциальных уравнений
Выводы по третьей главе.
ГЛАВА 4. СТАБИЛИЗАЦИЯ ВОЛНОВЫХ ПРОЦЕССОВ В ОБЪЕКТАХ
УПРАВЛЕНИЯ ИСТОЧНИК ГВДРАВЛИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ
ГИДРАВЛИЧЕСКАЯ ЛИНИЯПОТРЕБИТЕЛЬ
4.1. Системы стабилизации, созданные на основе разомкнутого принципа управления по возмущению
4.2. Системы стабилизации, создание которых основано на использовании пространственно дискретных моделей объектов
4.3. Особенности синтеза замкнутых систем стабилизации методом АКОР на основе пространственно дискретных моделей объектов. 9 Выводы по четвертой главе
Стр.
ГЛАВА 5. ОПТИМИЗАЦИЯ УПРАВЛЕНИЯ КОНКРЕТНЫМИ ГИДРАВЛИЧЕСКИМИ ОБЪЕКТАМИ.
5.1. Оптимизация управления системой насосных агрегатов головной насосной станции первой очереди накала ДнепрДонбасс
5.2. Регуляторгаситель гидравлического удара в объектах источник гидравлической энергиитрубопро водпотреб итель
5.3. Система стабилизации движения потока воды в типовой магистральной системе водоснабжения.
Выводы по пятой главе.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА


Получение результата решения сформулированной задачи, установление, в соответствии

I
Ч

v. Гидравлические объекты относятся к классу многоэлементных объектов управления, состояние которых описывается распределенными переменными, а управления, изменяющие режимы объектов, так же как и возмущения имеют распределенные в пространстве точки приложения, что существенно затрудняет получение моделей объектов конструктивных, с точки зрения, синтеза систем управления процессами в объектах. Кроме того, формальная запись критерия оптимальности для синтезируемых систем является самостоятельной сложной задачей исследования производства в состав которого входят объекты. Указанные затруднения вынуждают выделять в гидравлических объектах ряд отдельных важных технологических элементов и решать задачу создания локальных подсистем управления режимами этих элементов, увязывая локальные системы в единую систему на основе анализа взаимодействия этих элементов . Такое формирование систем управления из отдельных подсистем, преследующих собственные локальные цели, без учета их общесистемных функций неэффективно, так как при этом могут возникать противоречия, мешающие достижению глобальной цели управления. Описанная ситуация исключается, если системы управления гидравлическими объектами рассматривать как сложные иерархические многоуровневые системы 1,,,,. Анализ существующих систем управления режимами гидравлических объектов позволяет отнести их к классу сложных систем. Поэтому объективно существуют предпосылки решения задачи управления гидравлическими объектами методом декомпозиции и, следовательно, получения, в соответствии с декомпозиционным представлением, структуры децентрализованной системы, реализующей управление режимами элементов объектов. Получение декомпозиционного представления задачи управления рассматриваемыми объектами существующими методами декомпозиции 5,,,, которые основаны на вьщелении слабосвязанных подсистем, решении для каждой из них своей оптимизационной задачи и построения координирующего алгоритма аналитическими методами неосуществимо. Это объясняется тем, что объекты управления являются объектами с распределенными параметрами. В связи с этим предлагается определять структуру децентрализованной системы неформально, однако придерживаясь при этом основных принципов, положенных в основу построения иерархических многоуровневых систем . При декомпозиции существенным является определение количества уровней иерархии вьщеление подзадач, решаемых на этих уровнях. Согласно 5, для систем управления процессами перекачки воды целесообразно принятие двухуровневой структуры управления. Верхний уровень координирующая управляющая система, нижний подсистемы, осуществляющие управление некоторыми структурными единицами, на которые можно подразделить объект управления. В качестве структурной единицы принимается такая совокупность элементов объекта управления, управление которой в рамках подсистемы обеспечивает самостоятельные и общесистемные функции и цели управления во взаимодействии с внешней средой и другими подсистемами 1,. Такая типовая структура гидравлических объектов позволяет принять в качестве структурной единицы объектов совокупность связанных режимами работы элементов источник гидравлической энергиигидравлическая линияпотребитель. Выделение подсистемы приводит к необходимости установления дополнительных связей в системе управления, содержащих информацию об объеме воды, который должен быть принят I й подсистемой от С I й и об объеме воды, который может быть подан С й подсистемой в с 1ую. Эти дополнительные связи легко учитываются. Кроме того, выделение подсистемы не вызывает потерь связей, присущих рассматриваемым объектам управления, системе управления объектами, так как по отношению к отдельной подсистеме остальная часть системы может интерпретироваться как потребитель. Содержание, решаемых в подсистемах задач, определяется целями управления, которые могут быть сформулированы для выделенной структурной единицы. Решение этих задач в подсистеме тесно взаимосвязано.