Разработка моделей нестационарного движения газа в газопроводе для систем управления

• Автор: Кочарян, Евгений Валерьевич
• Шифр специальности: 05.13.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Краснодар
• Количество страниц: 194 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ

УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ

ВВЕДЕНИЕ

1 АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР ПО ПРОБЛЕМЕ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1 Автоматизированная система управления магистральным транспортом газа

1.2 Математическая модель нестационарного движения газа

1.3 Методы решения системы уравнений движения газа в трубе

1.4 Аппроксимации передаточных функций с помощью характеристик мнимых частот.

1.5 Численные модели нестационарного движения газа в газопроводе

1.6 Критерий нестационарности.

1.7 Выводы
2 ЛИНЕАРИЗОВАННЫЕ МОДЕЛИ ДВИЖЕНИЯ ГАЗА
2.1 Модель движения газа без учета инерционного члена с исполь
зованием характеристик мнимых частот.
2.2 Модель движения газа с учетом инерционного члена с использованием характеристик мнимых частот.
2.3 Модель с квадратичной линеаризацией.
2.4 Сосредоточенная модель с использованием разложения в ряд
Тейлора
2.5 Модель с использованием метода коллокаций.
2.6 Анализ линейных моделей.
2.7 Выводы
3 НЕЛИНЕЙНЫЕ МОДЕЛИ ДВИЖЕНИЯ ГАЗА
3.1 Модель с пространственнораспределенными коэффициентами
3.1.1 Точное решение задачи
3.1.2 Приближенное решение задачи
3.2 Модель регулярного режима.
3.3 Модель с применением разложения в ряд Тейлора.
3.4 Интегродифференциальная модель движения газа в трубе
3.5 Неизотермическая модель.
3.6 Анализ нелинейных моделей.
3.7 Выводы
4 РЕШЕНИЯ РЕЖИМНОТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ЗАДАЧ УПРАВЛЕНИЯ.
4.1 Вопросы разработки и эксплуатации автоматизированной системы управления транспортом газа.
4.2 Определение режимных параметров газопровода при известных
управляющих воздействиях
4.3 Оптимизация эксплуатационных режимов систем транспорта
4.4 Подготовка персонала по управлению технологической системой
4.5 Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ..
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ


Техническое обеспечение - это комплекс технических средств, обеспечивающих сбор, передачу, обработку, хранение и воспроизводство информации, который включает: ЭВМ с периферийными устройствами; средства телемеханики и аппаратуры передачи данных; средства оргтехники для механизации труда управленческого персонала. Математическое обеспечение - это совокупность математических моделей, методов, алгоритмов и программ для решения задач и обработки данных в ЭВМ. АСУТП магистральных газопроводов, в частности при оптимизации режимов. Программное обеспечение - часть математического обеспечения, совокупность программ для реализации целей и задач АСУ, обеспечивающих работу технических средств АСУ. Разработка программного обеспечения АСУ транспортом газа является весьма длительным и трудоемким процессом в силу сложности объекта управления и исключительного разнообразия функций и алгоритмов задач управления и соответственно их программных интерпретаций. В создании такой системы следует выделить две главные проблемы: 1) постановку задачи автоматизации и описание алгоритмов управления на основе прикладного математического обеспечения; 2) разработку совокупности программ реального времени и организацию ситуационного управления решением задач. Проведенные исследования, изложенные в данной работе, посвящены решению первой из них. Информационное обеспечение включает единую систему классификации и кодирования данных, унифицированные формы документации и базы данных. На нижнем уровне управления отдельными операциями задачи могут решаться в рамках разработки математического и программного обеспечения, при переходе же к более высоким уровням, увеличении значимости оперативного персонала роль информационного обеспечения становится все более важной, а задача его разработки - в известной степени самостоятельной. Организационное обеспечение АСУ составляют графики проведения работ, положения, должностные инструкции и т. Административно-правовое обеспечение закрепляет основные положения по функционированию АСУ в виде правовых норм. Следует отмстить особую, принципиальную роль математического обеспечения именно для такого класса систем, какими являются АСУТП. Реальность создания любой конкретной АСУТП и получение эффекта от ее внедрения непосредственно связаны с наличием достаточно адекватной математической модели объекта управления и алгоритма ее реализации. Последнее в большой степени определяет весьма медленный ход процесса внедрения АСУТП в различных отраслях народного хозяйства. Поэтому следует уделять значительное внимание проблемам, связанным с математическим обеспечением АСУТП. Особенности управления газовой промышленности связаны со свойствами ЕСГ страны. Система дальнего газоснабжения характеризуется большой масштабностью, распределенностью параметров в пространстве и времени, большим числом взаимосвязанных входных и выходных переменных, продолжительностью переходных процессов []. Специфика газовых сетей - наличие неконтролируемых возмущений и неполнота информации на различных уровнях функционирования - создает определенные трудности при управлении режимами работы. Эти трудности определяются: сетевым характером управляемой системы; неоднородной распределенностью параметров; рассредоточенностью регулирующих органов по сети; нелинейной зависимостью между параметрами и обобщенными координатами системы; взаимосвязью обобщенных координат; сложностью и случайностью действия и взаимодействия внутренних и внешних возмущений; интенсивным усложнением системы и топологии при ее укрупнении, реконструкции и перспективном развитии. Усложнение технологических процессов и указанные выше факторы обусловили возникновение огромных потоков информации при управлении распределениями продукта по ветвям инженерной сети и между потребителями. В результате возникла необходимость коренной перестройки управления потокораспреде-лением в газовых сетях на основе АСУТП. Большой вклад в решение этих задач внесли работы Сухарева М. Г, Панкратова B. C., Дубинского A. B., Сипер-штейна Б. И., Бермана Р. Я., Кучина Б. Л. и Алтунина А.