автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.07, диссертация на тему:Модели и алгоритмы управления насосными установками систем машинного водоподъема



МИНИСТЕРСТВО ВЫСШЕГО И СРЕДНЕГО СПЕЦИАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ УЗБЕКИСТАН ТАШКЕНТСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ имени АВУ РАЙХАНА БЕРУНИ

На правах рукописи

ЮСС'ЕФ РАБАХ ИБРАГИМ

УДК 681.Б : 619.24

МОДЕЛИ И АЛГОРИТМЫ УПРАВЛЕНИЯ НАСОСНЫМИ УСТАНОВКАМИ СИСТЕМ МАШИННОГО Е.ОДОГОДЪЕМА

Специальность 05. 13. 07 - "Автоматизация технологических

процессов и производств"

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой отепени 'кандидата технических наук

ТАШКЕНТ - ГЗ&6 г.

Рзфота выполнена -на кафедрах "Автоматизированные электро-технологичеокие установки и системы", ."Электропривод и автоматизация промышленных установок и технологических комплексов" Ташкентского государственного технического университета имеци Абу Райхана Беру ни.

Научный руководитель: кандидат технических наук, доцент

ХАМУДХАНОВ M.J.I.

Официальные оппоненты:

1. Доктор технических наук, профессор Рахимов Ш.Х.

2. Кандидат технических наук, доцент Турапина H.H.

Ведущая организация:

Институт энергетики и автоматики Академии Наук Республики

Узбекистан.

Защита состоится " У 9" . 1996 г. в "JCL?

Ня аапеттАННИ ппетшаттяиппяяннпгп'Ппдйтя 7Т nR7_nV.ni R Тят-

УХ, '00

г. в J"

часов на заседании специализированного'Совета Д 067.07.01 в Ташкентском государственном техническом университете имени Абу Раи-хана Ееруни по адресу:

700095, г.Таакент, ул.Университетская 2. ТашГТУ, ауд. 602.

С диссертацией можно ознакомится в библиотеке Ташкентского государственного технического университета.

Автореферат разослан ■' У У" tOicincLcfh,J,1996 г,

Ученый секретарь специализированного Совета доктор технических наук, профессор / АЗИМОВ Р.К.

- 3 -

ОЕИАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность задачи. Важное место в народнохозяйственном комплексе Узбекистана отводится малинному орошению, осуществляемо;,ту посредством водоподъемных насосных станций (НС).. Эффективность функциониров;пня гидросиловых насосных установок систем машинного водоподъема (СМВ), а следовательно, и мелиоративной НС в целом в значительно.'! степени определяется качеством регулирования и управления технологическими процессами водоподачи с осуществлением водно-энергосберегающих технологий. Это связано с тем, что т°хттс.1!сг!"ттк1те нзссснне установки ' НУ1 СМВ представляют собой энергоемкие, многорежимные, сложные в структурном и параметрическом отнопении гидросиловые электромеханические объекты характеризуемые напряженными и взаимоувязанными условиями про-текаемых в них процессов.

В настоящее время.управление режимам! функционирования мелиоративной насосной станции СМВ осуществляется диспетчерской службой и дежурным персоналом НС путем принятия решений по изменению числа ра^отахмциу насосных агрегатов ''НА^ в составе НУ. авеспгчкгаидох ступенчатое регулирование подаваемого расхода. Не-соверссь.ствс управления технологическим процессом приводит к не-¿•кполаг;.:^ «ахр^Спсгс гра&йа гсдсяедаи: ккс следствие к существенному перерасход-' электрической энергии на водоподгем и значительным пстггяь- в: да на непроизводительные сбросы. Сложившего,! положение требует г чзвития новых подходов к исследовашяо ре-,«_;!!.:; " ргЛоты зс*й сорс/.упностк элементов, составляющих мелиорз-ткзвув НС класса гурбомехаяизмов, функционирующих в СШ, разработке адекватных математических моделей и созданию на их основе алгоритмов управления, наиболее пелно учитнважпх специфические орс&епвссти взз1шс?л.:янгя гидравлических и электромеханических режимов й способов воздействия на технологический процесс.

Характерной особенностью при построении систем управления многорекимними технологическими процессами водоподачи мелиоративных НС СМВ является работа НА по заранее спланированному поагре-гатному графику водоподачи, основанному на реальном графике недопотребления орошаемых массивов сельскохозяйственных культур путем подбора рационального сочетания количества параллельно функ-.ционлруюцюс в каждую из.общих напорных сетей НА, .что позволяет обеспечить потребный расход НС и принятую последовательность ра-

боты НА о минимумом их включений и отключений при экономии водных и энергетических ресурсов. Вопросы построения.эффективных математических моделей и алгоритмов управления такими сложным! гидросиловыми электромеханическими объектами о высокой скоростью изменения основных переменных, характеризующих технологический процесс водоподъема сравнительно мзло изучены. ' В згой -связи исследования По совершенствованию, режимов.('/функционирования мелиоративных НО СМВ и разработка эффективных »рделей и алгоритмов управлений ими при обеспечении потребного расхода воды, снижении энергоемкости и удельны^бнергетических затрат приобретают актуальность и вачшое народнохозяйственное знзчение.

Настоящая работа выполнена в рамках государственной научно-технической программы ГКНТ Республики Узбекистан 2.3 "Разработка научных основ и технических средств рационального использования энергореоурсов и эффективных энергосберегающих технологий" и по научно-исследовательскому плану ТашГТУ.

Объект исследования составляют технологические процессы во-доподачи мелиорзтивных насосных станций.

Цель и задача работы. Целью диссертационной работы является разработка математических моделей и алгоритмов управления процессом функционирования мелиоративных насосных установок систем машинного водоподъема в энергоресурсосберегающих режимах.

Для достижения поставленной цели в работе решаются следующие задачи исследования:

- формализация мелиоративной насосной станции систем машинного водоподъема как технологического объекта управления ;

- разработка формализованной вычислительной схемы моделирования рабочих характеристик центробежного наоооа ;

- разработка математической модели и алгоритмов описания режимов функционирования насосных установок ;

- разработка методики и алгоритмов вычисления удельного расхода электрической энергии насосного агрегата и мелиоративной насосиой станции в целом ;

- разработка алгоритмов управления и алгоритмизация построения математических моделей насосных станций систем машинного водоподъема.

Методы исследования. В качестве основных методов исследований в работе использованы: методы и концепции системного анализа, теория и методы расчета режимов работы центробежных насосов, ме-

тоды математического моделирования, теория оптимальных и адаптивных систем управления. Полученные теоретические результаты подтверждены машинным моделированием на ЭВМ.

• Основные положения, вынооимые на защиту."

1.Формализованная вычислительная схема моделирования, рабочих характеристик центробежного насоса и алгоритмическое обеспе-"э;пт° процедуры формирования график,- водопотребления орошаемых мзсснзов посевных сельскохозяйственных культур.

2. Математические модели и алгоритмы по определению удельного, гяохода электрической -'анергии мелиоративной насосной станции О® как показателя -эффективности управления.

3. Алгоритмы управления и алгоритмизация построения математических моделей технологического процесса водоподачи насосной станции с учетом совокупности конструктивных, технологических и режимных параметров.

Научная новизна работы.

1.Предложены математическое, алгоритмическое и программное обеспечение процедуры формирования графика водопотребления орошаемых массивов посевных дельокохогяйсхвенных культур с целью определения требуемого графика водоподачи и выявления энерго-водосбе-рвгэпщих режимов функционирования насосной станции СМВ.

й. Разработана модель и вычислительный алгоритм по спределе-■:пк постоянны;: коэффициентов аппроксимации расходно-напорной, расходно-ыощностноп и -'ЛД характеристик центробежного насоса.

. 3. Разработана ст±тпческая модель гидросиловой электромеханической системы, поэ.юляюазя с учетом конструктивных и режимных параметров насосной установки спрогнозировать и рассчитать на заданный интервал времени ее функционирования удельные нормы расхода электрической энергии.

4.Предложены математические модели и алгоритмы расчета НС при различных вариантах схемных решений подключения насосных агрегатов на совместную работу в общую напорную сеть, а также алгоритмы управления мелиоративной насосной станцией с идентификацией ее параметров.

Практическая ценность определяется возможностью использования разработанных математических моделей и алгоритмов управления энерго- й Бсдооберегающм! режимами.функционирования НУ СМВ в виде програмиых обеспечении., позволяющих выявить рабочие параметры и хар'.-'.'олртетикн гидро.:'иловой электромеханической установки,

- в -

сформировать рациональный график водопотребления орошаемых массивов посевных сельскохозяйственных культур, рассчитать базовые норны удельного расхода электроэнергии на единицу объема . перекачиваемой воды, а также спрогнозировать величины электропотребления и подачи НС для заданного графика водопотребления.

Ре°пизация результатов работы. Полученное е рэбот? результат попользованы при выполнен!'!!! договорной НИР "р^зрзбсткз программного обеспечения по определению энергосберегающих речимо? рн~ боты электромеханической системы "насос-элеКтродЕпгзтель-нзпорнзг: сеть" и переданы для реализации Институту энергетики I! я?тсмрлнк.п АН РУ.

Результаты исследований , предложенные модели и злгоритмы управления мелиоративным:! насосными станциями в энергосберегающих режима."., а тают? ряд положений методики по определению удель-нпго расхода электрической энергии насосными станциями рекомендованы для использования в организациях Министерства мелиорации и годного хозяйства Республики Узбекистан. . .

Апробация работы. Основные материалы и результаты исследований докладывались и обсуждались на республиканской научно-технической конференции "Проблемы выработки электрической энергии и еопросы энерготехнологий в машиностроении и других 'отраслях народного хозяйства Республики"Узбекистан" (Ташкент, 199?. г.) , научно-теоретической и технической конференции профессоров, преподавателей, аспирантов и научных работников ТашГТУ (Ташкент,1994 г.) и на научных, семинарах кафедр "АЭТУС" и "ЗПиАПУ".

Публикации. По результатам проведенных исследований опубликованы 2 научные• статьи и 2 тезиса докладов.

^ Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глзв, заключения, списка литературы из 122 наименования и 8 приложений. Оснозное содержание работы изложено на

141 страницах и содержит 27 рисунков. ]

\ ■

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

, . _ Во введении обоснована актуальность темы диссертации, сформулированы цели и задачи исследования, приведены основные положения, выносимые на защиту и дана общая характеристика работы.

В первой .главе диссертационной работы рассматриваются технологическая структура и современное состояние мелиоративной на-

сосной станции СМЗ как объекта управления и энергоресурсссбереже-ния. Пока?ано, что забор воды иг водоисточника и подэчя — посредством НС нз орошаемые массивы следует ра^мчтриввть как целостную пяпяяуа совокупность взаимоувязанных структур составляю -щгос объекта, а комплекс процессов, имэсцих место при этом, - технологическим процессом водоподачи. Отмечено, что НУ, гидросиловое и энергетическое : борудовзния, составляющие основу мелиоративной НС СТАВ представляют собой сложную элекгрогидромехзническу.« систему.

Изучение основных характеристик и пзрэметро® НА, чяяяпр режимов их работы в составе НУ показал, что обеспечение надлежащего энергоресурсосберегаощего режима функционирования НУ' в системе "электродвигатель-нэюс-напорная сеть", а следовательно, и в целом по мелиоративной НС, в определенных пределах достигается при воздействии на ее конструктивные, технологические и режимные параметры.

Осуществлен краткий сопоставительный анализ количественного и качественного способов регулирования производительности НА, определены особенности их функционирования и задачи обеспечения энерго- и водосберегакщих технологий посредством управления НУ СМВ. Проведенный анализ показывает, что известные системы управления НУ не в полной мере позволяют обеспечить необходимое качество процессов управ. ¡ения такого рода сложными технологическими объектами. Лспледорэг ч влияния технологических параметров и '.'снструктпвнь;:-'. особен- остей схемных решений напорной сети на условия совместной работь ПА СМВ показали, что одной нз причин несовершенства управления мелиоративной НС является изменчивость параметров и хсрсктористик гидр^енлтк'г —.тНУ,

Бьпвеиоломеннл* обусловило постановку цели настоящей диссертации. В работе задачи управления НУ СМ5 ставятся и решаются в соответствии с концепт.,иями системного подхода, так как достичь прогресса в управлении 1'хнологическими процессами водоподзчи в ^нергсемк-!-: сбгектах, ;■: .кг-гьл,!;т являются нс о", мо^но лиеь с позиции системного анализа при глубоки),'. тгэт®льнгм и всестороннем учете всей совокупности факторов, определяющих как режим работы НА, так и НС г цело:.!.

пссвя Л'-на математическ::1.'-/ мо£ г,;,гр.:заш:и ре.т.и-»юв работы юсоаяык устан'нэк систем ».¡ааганзого водоподъема.

.'• обеспечен!::: технологического процесса водоподачи в

■ - а -

энергосберегающих режимах функционирования НУ СМВ необходимо получить такое положение режимной точки в рабочем поле расходно-на-. порной характеристики центробежного насоса, которое соответствовало бы рациональному режиму работы НА в составе НУ. Это-возможно реализовать путем использования математических моделей, позволяющих с высокой степенью точности описать" рабочие характеристики насоса: расходно-напорную (Ц-Н), расходно-мощностную (Ц-Р ) и зам

висимости КПД насоса от его расхода

В общем виде рабочие характеристики центробежного насоса описываются следующими аналитическими выражениями:

Н « Ал, - Вн * Ц2 (I)

Рм - Ар * <} - Вр * С1г + Ср ; (2)

0,001*^ * Ц л ( Ац -.Ви Г- 'Ч2 )

~-—: . «)

Ар л Ц - Вр * Ц2 + Ср

где

Ц - подача (расход) насоса ;

Н - напор ;

Рм - механическая мощность на валу насоса ;

£ -.удельный вес перекачиваемой воды ;

Ац| Вн, Ар, Вр, Ср - постоянные коэффициенты аппроксимации.

Используя приближение функции по методу наименьших квадратов разработан вычислительный алгоритм с соответствующими программным обеспечением, позволяющее о точностью до 0,Б% описать паспортные (экспериментальные) характеристики насосов посредством определения их постоянных коэффициентов аппроксимации.

Подача воды НА на поливные площади должна осуществляться в строгом соответствии с технологическим процессом и графиком водо-потребления орошаемых посевных сельскохозяйственных культур, на основании которых фактически формируются покрывающие -годовые, квартальные, месячные и декадные графики водоподачи НС СМВ.

Однако, в практике эксплуатации мелиоративных НС указанные условия не выполняется из-за отсутствия четко рассчитанных и правильно .сформированных графиков водопотребления, в соответствии с которым планировалась бы подача НС СМВ. Такое несоответствие в

графиках водоподзчи и потребления приводит к нежелательным последствиям, как :

•• нерациональное использование водных ресурсов ;

- неоправданный перерасход электрической энергии из-эа подачи избыточных объемов воды ;

- повышенный износ и уменьшение срока службы гидросилового оборудования НС.

Б связи с изложенным в соответствии с методикой гндрсмо- ' дульного районирования разработана методика формирования графика водопотрёбления орошземых посевных сельскохозяйственных культур, основанная на всестороннем учете орошаемых норм, режимов фильтрации и испарения в магистральных и путевых каналах, почвенно-кли-матических, гидрогеологических и иных факторов, а также предложены соответствующие математическое и программное обеспечение, позволяющие сформировать рациональный график водопотребления и на его базе определить водоподач'у НУ с обеспечением оперативной корректировки поливных режимов.

Разработаны модели и алгоритмы; позволяющие о требуемой степенью точности описать различные технологические режимы и ра-5очие характеристики насосов НУ СМВ для случаев:

- обточки рабочего колеса насоса по внешнему диаметру;

- изменения частоты вращения НА;

- параллельного функционирования НА, объединенных на совместную работ в общую напорную сеть;

- последователь он работы НА в напорную сеть;

- совместной последовательно-параллельной работы НА в составе НУ.

Практическое использование указанных алгоритмов позволяет г-'вить • ".циекальную р-жимную облвоть функционирования гидросило-ь -й электромеханической системы и тем повысить эдекгив-

'пость управления мелиоративной НС СМВ.

Третья глава посЕящена разработке статической модели и вычислительных алгоритмов водоподъемной гидросиловой электромеханической гл'.тсш, псе-есляюшпх определить удельный рагход электрической энергии.

Основным покагателем зффективнссти управления мелиоративной НС СМЬ ън* зависимости от применяет: спеосйсв регулирования ее производительности, позволяющим оценить насколько четко пспользу-

ются внутренние резервы управления и в какой степени квалифицированно эксплуатируется гидросиловое оборудование НУ и рационально расходуются гидроэнергетические ресурсы, является удельный расход электрической анергии на подачу единицы объема перекачиваемой воды.

Приводится краткая классификационная характеристика удельного расхода электрической энергии как нормативного показателя.

Основными исходными данными для определения удельного расхода электрической энергии как НА, так и в целом по НС являются: покрывающий график водопотребления, паспортные (экспериментальные) технические параметры и рабочие характеристики насосов и электродвигателей, конструктивное исполнение и компановка напорных трубопроводов, их диаметр, длина, материал изготовления, гео-метричеокая высота подъема воды о учетом изменения уровней бьефов, количество одновременно работающих НА в составе НУ на данной ступени регулирования, наработка часов, характеристика систем управления мелиоративной НС и др.

Удельный расход электрической энергии для подъема 1 млн. куб. метров перекачиваемой воды на высоту 1 метр водяного столба каждым из отдельно взятых НА определяется на основе соотношений :

2726 кВт.ч дЗна! » - - , (4 )

Ина1* Яды шш.м * и

К )

ГДе Т1нас1 - К иан * Т1 расч1 ; 1 ^ '

КИЗН - е-0.00000833*Тпр .

Г 9.81 * Онас1 * Ннас!..

расш *= - *

(V

1000 ^

нас!

Рм насд - Арло * 0нас1 -Врпр * Ц2Нас1пр "Ср

: (8)

Пдв1 =

Кэ1 +' апот ' К.31

а + (--1 ) *--------—

'Хдвн 1 + аПот

(9)

Кизн -а Кйо

Рмнас1

Рн

. ' (1Ф

" КПД нэоооа ;

■Чдаа ~ КПД приводного электродвигателя ; 1' - станционные номерз насосных агрегатов ;

КизнН - коэффициент износа ;

Т пр- - продолжительность работы насоса (наработка часов) ; Онасг - подача 1-го насоса ; Ннас! " .напор 1-го насоса ;

Рмнаса " мощность подаваемая к валу 1- го насоса ; Ар ,ВР ,СР - постоянные коэффициенты приведенной .раоходно-мощ-

пр пр пр

ностнои характеристики 1-го насосз . апот " коэффициент потерь ; Ю:о - коэффициент, учитывающий изменения номинальной мощности электродвигателя в зависимости от температуры окружающей среды.

Подача насоса с учетом потерь ео всзсывающем и коммуникационном трубопроводах в заданном интервале времени, а также требуемая величина напора, развиваемого насосом из в />- ой напорной сети НУ определяется согласно выражений:

Онас!

/

АнПр " Нрт

/

(И)

ВнПр

где

1

2 2 г г Е. Н1э< * Е Ц4нао1х - Е Н1х * Щгнао1х

1-1 1-1 1-1 1-1

Ан ■=-- ; (12)

пр г г г

г * Е Ц4нас1х - Ецгнас1х * £ Ц2нас1х

1-1 1-1 1-1

г

Е Н1х - 2 * Ан '

1-1 пр. Вн _ -

пр

(13)

Щ2нао1х 1-1

Нтр - Ан * ( 1 - ?Р ) + ?р ' * НГ 5 (14)

П Е ^

/

Вн<-

--±— , (15)

Вн + й/, Е

Кна .

й - Е Й / К2на„+ 1?оО. тр.! пс.\

' 1-1птр1. V- ; (1б)

гй 22 Кнауз 22 Кна^о 22 Кна^,

Е Н 1х* Е(Е Ц1х)4 - Е Н 1х* (Е С;1х)г* Е (Е СЦх)г 1-1 1-1 1-1 1-1 1-1 1-1 1-1

Ан - -:---:-;; (Г?)

£ 22 Кна^ 22 Кна/> 22 Кна^о

22 * Е (Е СЦх)4 - Е(Е Щх)2* Е (Е СЦх)2 1-1 1-1 1=1 1-1 1-1 1-1

22

Е Н 1х - 22 * Ан 1-1 Е Е

Вн--:-. (18)

22 Кна Е ( Е СЦх )2 1-1 1=1

"Установлены обобщенные выражения для норм расхода электрической энергии на один метр высоты подъема: для насосной установки

КнаШ

£ Эна1 * Цнас1 * Ннас1 * ^

■ - - v. 1»! ;

ДЭСР1 = --;---;------; (19)

КнаШ

£ Онаог * Ннасх * ^ 1=1

дця мелиоративной насосной станции

'." 3 ' : ;

. . Е Эср1 * * Hc.pi ' »

1=1

ДЭгрнс - --:- ; . (20)

• 3

е т * нср1

ДЭс

ДЭобщ но, = ДЭт но + - . (21)

У '

Е--УИ*Нср1 1-1

разработаны алгоритмы ' и программы расчета норм расхода электрической анергии на ПЭВМ, позволяющие определить показатели

эффективности управления: мгновенную потребляемую мощность и подачу НА; мгновенное и интегральное значение удельного расхода электроэнергии; интегральное значения расхода электроэнергии и объема перекачиваемой воды в заданном интервале времени.

В четвертой главе рассматриваются вопросы разработки системы управления и алгоритмизация построения математических моделей насосных установок систем машинного водоподъема.

Установлено, что для снижения энергопотребления и расширения возможностей автоматического управления насосами в НС СМВ с переменным режимом работы и регулируемой подачей необходимо раз- ■ работать эффективные системы управления.

Одним из наиболее приемлемых вариантов системы управления расосными установками НС смв, является система, использующая концепции подчиненного управления и построенная на основе принципа управления по отклонению. Предлагаемая система позволяет обеспечить строгое согласование технологического процесса водоподачи мелиоративной НС с графиком водопотребления орошаемых массивов путем изменения числа работающих НА в комбинации с плавным изменением расхода НУ между ступенями поагрегатного регулирования, а также за счет управления технологическими, конструктивными и электрическими параметрами последней.

, I

' - "14 -

Следовательно, при построении системы управления НУ необходимо использовать принципы адаптивного управления, предназначенные для автоматического регулирования в условиях ограниченной априорной информации, т.е. в условиях изменения характеристик окружающей среды и управляемого объекта.

Статические и динамические характеристики технологического процесса водоподачи могут существенно изменяться в процессе управления, что приводит к изменению коэффициентов и даже вида математических моделей объектов управления. Например, нестационар-нооть в работе электродвигателей приводит к изменению бвойств механизмов, проявляющихся в процессе эксплуатации. НестационарНость параметров электроприводов происходит из-за изменения: параметров электромагнитных контуров в цепи "преобразователь-двигатель"; передаточных коэффициентов преобразователей в зависимости от рабочей точки на характеристике преобразователля; потока возбуждения двигателя; момента инерции механизма и частот упругих механических колебаний; Механических параметров в многосвязных системах многодвигательных систем управления; спектрального состава й интенсивности возмущающих и управляющих воздействий.

Показана целесообразность построения системы управления НУ в классе беспоисковых адаптивных систем с неявной эталонной моделью. Блок-схема предлагаемой системы приведена на рисунке.I.

В данной адаптивной системе управления НУ решается задача параметрической оптимизации основного контура по настраиваемым параметрам, результаты которой.дают искомую связь оценок параметров объекта и настроек регуляторз. При этом идентификатор, осуществляющий текущее оценивание параметров многорежимного объекта, может быть реализован с использованием различных принципов как поисковой, так и беспоисковой идентификации. Показана целесообразность использования при решении эадзч адаптивной идентификации рассматриваемого класса объектов алгоритмов оценивания, синтезированных на базе идей стачостйческой аппроксимации и динамической фильтрации и упреждения.

Практическая реализация предлагаемой адаптивной системы с идентификатором в контуре управления позволяет обеспечить требуемое качество процессов регулирования в условиях многоредимной работы насосной станции систем машинного водоподъема, множества сочетаний внешних условии и технического состояний насосных агрегатов .

Рис,4 >. Структура беспоисковой адаптивной системы управления НУ с неявной эталонной моделью.

НУ - Нэсосняч усгпчов*в сиптемы машинного оодоподьемя Р,,Р, - регуляторы прямой и обратной цепи соответственно ВНР - блок НястроЯкч рргулпторя ИД - ипентифика гор д - задающей воздействия

II - сигнал управления ,

Ч- оценка параметров объекта управления 1НУ1 г,, г,- настраиваемы«; пярамефм регулягороп Р„ Р, у - наблюдаемый выходной сигнал основного контура подачи :НУ

-.16 -ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В итоге проведенных исследований получены следующие основные результаты :

1.Нз основе концепции и методологии системного ана-шая сложных производственно-технологических систем показанс, что совершенствование управления процессом водоподачи мелиоративных насосных установок систем машинного водоподъема может быть достигнуто разработкой и практтеской реализацией аффективных методов и алгоритмов списания, моделирования и построения систем управления многсрежимннми технологическими объектами и комплексами.

2.0 целью локализации возможного режима функционирования объекта и выявления системы параметров определяющих процесс водоподачи разработаны алгоритмы расчета постоянных коэффициентов аппроксимации, позволяющих с высокой степенью точности (до 0,53.) описать расходно-напорные, расходно-мощностные и КЦЦ характеристики центробежного насоса. Практическое использование этих алгоритмов позволяет, выявить рациональную режимную точку функционирования системы "насос-напорная сеть" и тем самым получить математическую модель наиболее адекватно описывавшую рассматриваемый технологический процесс. Для промышленной серии центробежных #а-сосов типа "Д" рассчитаны постоянные коэффициенты аппроксимации и приведены их краткие технические характеристики.

3.Предложены формализованные вычислительные схемы, модели, алгоритмы и програмное обеспечение описания различных режимов функционирования насосных установок систем машинного водоподъема, способствующих повышению эффективности управления мелиоративной насосной станции за счет рациональных вариантов подключения н^осных агрегатов на совместную работу в общую напорную сеть.

4.Установлено, что одним из основных эконом:яческйх Показателей эффективности работы мелиоративной насосной станции является удельный рзсхЬд электрической энергии на подачу единицы объема перекачиваемой воды, разработаны методика и алгоритмы вычисления удельного расхода электрической анергии насосного агрегата и всей мелиоративной насосной станции в целом с учетом совокупности технологических, конструктивных и эксплуатационных параметров, позволяющие выявит) энергосберегающие режимы функциониро-

взния исследуемой электрогидросиловой ■ системы, получить интег-• рированные значения расхода электрической энергии и объема пере- г. качиваемой воды в заданном интервале 'времени, а таккэ сннэнть уровень удельных'энергозатрат 'на 3 - р У-

5.Установлено, что при решении задачи синтеза системы управления рассматриваемым объектом целесообразно использовать методы и концепции адаптивных систем с эталонной моделью с применением беспоисковых алгоритмов идентификации. Показана целесроб^аз-ч » ность использования при решении задач адаптивной идентификации рассматриваемого класса технологических объектов алгоритмов■оценивания, синтезированных на базе идей динамической фильтрации и упреждения.

Основное содержание диссертации отражено в работах:1

1. Хамудканов Мансур, Рабах Юссеф, Хамудхзнов Мух тор. Разработка математического и алгоритмического обеспечения по определению коэффициентов аппроксимации расходно-напорной характеристики насоса //Проблемы выработки электрической энергии и вопросы анерготнолош! в мзвшоотроевпи п друпг: отраслях народного хозяйства Республики Узбекистан.Труды респ. научно-техн. конф., Ташкент, 1993. С.268-271.

2. Хамудханов М.М., Юссеф Рабах. Методика рзсчета постоянных коэффициентов аппроксимации рабочих характеристик насоса //Ав-томатлашгзн злектр юритмвГ ТошДТУ илмий ишлар туплами, Тошкент,. 1994. Б.92-96.

* - 18 -

ХУЛОСА

Угкагилган иаланишлар натижасида ^уйвдаги асосий натижалар сшшди:

Мураккаб давай чичаркш - технологик тиэимдарини тизимли та^лил услуОияти ва кониепцияси аоосида мелиоратив насоо курилма-ларида маошали оув кутаршг тизимини бошкарш жараенини мукашал-лаштиришда самарали усулларни >$ллаб, куп режимли технологик объ-ектлар ва компдексларни моделлаштириш ва алгоритм тавсифларини аиадиетга тадби^ пилиш мумкинлиги курсатилган.

Умумий бооим тармогига надое агрегатл2ринн биргаликда турли вариантларда уданнши дисобига мелиоратив / насоо станциясини бощаркшни оамарадорлигийи оширишга имкон берувчи формаллаттирилган кисоблаш схемааари, моделлари, алгоритмлар ва налшали оув кутариш тизини насоо кУРНДмаларини турли ' режимда ипшашини тавсифини даптурли таъминоти таклиф фшинган.

Мелиоратив наоос отанцияларини. асосий и^тиоодий курсаткичларидан б!1ри электр энергияоининг оарфи эканлигй курсатилган. Электр энергияснни оарфши интеграл кийматиня олишга шкон бериши ва электр анергия оарфини салмогини 3-57. га камайтириш мумкинлиги аникланган.

Каралаётган обгектни бошчариш тизимини оинтез масалаоини егишда, р;идирилмайдиган идентификация алгоритмларинк эталон ыоделли адаптив тиэимлар концепцияси ва усулларадаи фойдаланиш иа^садга мувофиклиги курсатилган.

Каралаетган . оинфдаги технологик объектларда адаптив идентифйкациялаш масалаларнни егишда илгарилая ва динамик фильтрлаш гояси асосида синтез килинганда бачолош алгоритывдан фойдаланиш максадга мувофиклиги аншуинган.

- ' îa -. Y, R. Ibrahim

MODELS AND ALGORITHMS Off MANAGEMENT PUMPING STATIONS SYSTEM MECHANICAL WATER LIFTING !

The studies conducted produced the following: results: on the basis pf the concept and methods of the systemic analysis of the complex .industrial and technological systems, the improvement'of-» the management of water supply using reel arret ional units of, mechanical water lifting was shown to have been achived by development and practical utilization of the effective methods and al-goritms of description, modelling- and construction of the systems management of multiregime technological objects and complexes.

■ Proposed are formalized Computing' schemes, models, algorithms and software of the discription of various regimes of the pumping1 units of mechanical water lifting-,, enabling1 an increase i,n the activity of the efficacy of the management of the recla-mational pumping- station due to the rational variants of connecting; the pumps In a joint regime into a common pressure network. The methods and algorithms of computing a specific consumption of the electricity by the pump and the whole reclamational pumping station taking into consideration the totality of technological, constructive exploitâtional parameters, which enables a decrease in the specific power conssumption by 3-5%, have been developed.

It has been established that, upon resolving the problem of the synthesis of the systems of management of the object under study, it is reasonable to use methods and concepts of the adaptive systems with a standard model through application of non search algorithms of identification. It has'been shown that it is appropriate to use algorithms of evaluation, syntesized on the ideals of dynamic filtration and lead, while solving the problem of the adaptive identification of the class of technological object under study.

Подписано в печать 04-10.96 г.

Зак. й 31? Печ.л. 1,25 Тирах 100

Отпечатано в типографии Г*НТИ