ТРЕХКОНТУРНАЯ КАСКАДНАЯ СИСТЕМА РЕГУЛИРОВАНИЯ ТЕПЛОЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ УСТАНОВКОЙ С АДАПТИВНОЙ НАСТРОЙКОЙ КОЭФФИЦИЕНТОВ PID РЕГУЛЯТОРА

В статье рассматривается трёхконтурная каскадная система автоматического регулирования уровня воды в паровом котле с использованием адаптивной настройки коэффициентов PID-регулятора. Особенностью предлагаемой системы является использование нечеткой логики для адаптивной коррекции параметров регуляторов, что обеспечивает устойчивую и надёжную работу теплоэнергетического оборудования при различных внешних и внутренних возмущениях. Разработанная структура управления включает три взаимосвязанных контура: регулирование уровня воды через расход питательной воды, регулирование через расход пара и регулирование расхода пара через подачу топлива. Применение моделей второго порядка с учётом теплофизических характеристик позволяет повысить точность управления и снизить энергетические потери. Система адаптивной настройки обеспечивает автоматическую подстройку коэффициентов PID-регулятора в зависимости от текущего состояния объекта управления. Показано, что адаптивная система эффективно компенсирует нестационарные колебания уровня воды, вызванные особенностями двухфазной среды и переходными режимами, повышая надёжность и устойчивость теплотехнического процесса. Результаты численного моделирования и анализа подтверждают эффективность предложенного подхода в условиях изменяющихся характеристик объекта, шумов, запаздываний и ограниченной информации о параметрах среды, что особенно важно для сложных многосвязных систем.

1. Петров П.А. Моделирование процесса каталитического риформинга // Фундаментальные исследования. – 2007. – № 12-2. – С. 308-309.

2. Шура И.А., Сотников В.В., Сибаров Д.А. Математическая модель для управления процессом каталитического риформинга // Информационные системы и технологии. – 2008. – № 1-3. – С. 307-311.

3. Щербатов И.А. Система поддержки принятия решений для операторов слабоформализуемых ТП / И.А. Щербатов, О.М. Проталинский // Автоматизация в промышленности. – 2009. – № 7. – С. 41.

4. Галашов Н.Н. Режимы работы и эксплуатации ТЭС: учебное пособие / Н.Н. Галашов. – Томский политехнический университет. – 2013. – 252 с.

5. Голдобин Ю.М. Автоматизация теплоэнергетических установок: учебное пособие для студентов вуза / Ю.М. Голдобин. – Екатеринбург, УрФУ. – 2017. – 185 с.

6. Система автоматического регулирования температуры перегретого пара барабанного котла / А.А. Журавлев и др. // Проблемы региональной энергетики. Область наук Механика и машиностроение. – 2006. – С.16-29.

7. Цветков А.А. Система автоматического регулирования температуры перегретого пара барабанного котла / А.А. Цветков // Актуальные проблемы энергетики. – 2016 [Электронный ресурс]: материалы научно-технической конференции студентов и аспирантов. – Минск: БНТУ, 2017. – С. 332-338.

8. Кулаков Г.Т. Математическое моделирование переходных процессов трехимпульсной системы автоматического регулирования питания водой парогенератора на сброс нагрузки / Г.Т. Кулаков, А.Т. Кулаков, А.Н. Кухоренко // Энергетика… (Изв. высш. учеб. заведений и энерг. объединений СНГ), 2014 – С. 57-64.

9. Кулаков Г.Т. Оптимизация переходных процессов изменения уровня воды в барабане паровых котлов / Г.Т. Кулаков, А.Н. Кухоренко // Энергетик (Изв. высш. учеб. заведений и энерг. объединений СНГ), 2014 – С. 63-74.

10. Чернов А.С. Модели адаптивного управления пароперегревателем котлоагрегата с помощью искусственных нейронных сетей / А.С. Чернов. – 2013 – 6 с.

11. Гаскаров Г.А. Интеллектуальные информационные системы. Учебник для вузов / Г.А. Гаскаров. – М.: Высш. шк., 2003. – 431 с.

12. Микони С.В. Модели и базы знаний. Учебное пособие / С.В. Микони. – СПб.: СПГУТТС, 2000. – 155 с.

13. Заде Л.А. Понятие лингвистической переменной, его применение к принятию приближенных решений / Л.А. Заде. – М.: Мир, 1976. – 77 с.

14. Леоненков А.В. Нечеткое моделирование в среде МАТLAB и fuzzTECH / А.В. Леноненков. – СПб.: БХВ-Петербург, 2003. – 736 с.

15. Рутковский Л. Методы и технологии искусственного интеллекта / Л. Рутковский. – М.: Горячая линия-Телеком, 2010. – С. 202-279.

16. Построение и настройка нечеткого адаптивного ПИД-регулятора. Информатика и системы управления, Интеллектуальные системы / Ю.И. Кудинов и др. – 2016. – № 3(49). – С. 86-96.

17. Куколев А.А. Применении нечеткого адаптивного регулятора в системе управления уровнем воды в судовом вспомогательном котле / А.А. Куколев, Д.Л. Пиотровский // Научные труды КубГТУ. – 2018. – № 3. – С. 295-303.

18. Ротᡃач В.ᡃЯ. Автомаᡃтизация настᡃройки сисᡃтем управᡃления / В.ᡃЯ. Ротᡃач, В.ᡃФ. Кузиᡃщин, А.ᡃС. Клюᡃев. – Мосᡃква: Энергоатᡃомиздат, 19ᡃ84. – 272 с..