Автоматизація процесів керування інерційними каналами енергоблоку теплової електростанції з використанням двоканального нечіткого контролера

Скорочена інформація про документ
dc.contributor.authorНовіков, Павло Валерійович
dc.date.accessioned2019-09-23T08:30:29Z
dc.date.available2019-09-23T08:30:29Z
dc.date.issued2019
dc.description.abstractenThe dissertation for a candidate degree of technical sciences on the specialty 05.13.07 - Automation of control processes. - National Technical University of Ukraine "Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute", Kyiv, 2019. The dissertation is devoted to increase of automatic control systems efficiency of inertial contours of thermal power plant units, which operate in maneuvering modes. The dissertation highlights the following problem: analysis of existing control methods of inertial objects with transport delayed and variable parameters; investigation of dynamic properties of the direct-flow boiler water-steam path as control object, identification and creation of mathematical models; analysis of operator actions in manual mode to control inertial contours of the water-steam path of the boiler unit; development the intellectual controller based on two-channel structure using fuzzy logic blocks; simulation of control system operation with two-channel fuzzy controller and comparison of operation efficiency with known solutions; development of method for evaluating the stability of a nonlinear control system using fuzzy logic; development of method for tuning a two-channel fuzzy controller; implementation proposed algorithm using industrial automation equipment. A parallel two-channel control scheme using fuzzy logic blocks in both channels is proposed. This enables the implementation of an intelligent control unit that provides the necessary quality operation of the control system throughout the range of load variation of the power unit. The control algorithm based on two-channel structure are developed. It forms the output control signal to the object, is approximated to the optimal one. The mathematical models in the form of transfer functions of inertial circuits of the power plant unit on the whole working range of loads are improved. This made it possible to identify and formalize the peculiarities of changing the dynamic characteristics of the boiler unit when changing the operating mode. The direct-current boiler unit as a technological control object is considered and the analysis of regulation problems by TPP boilers operating in maneuver regimes is performed. Straight boiler is a complex object for automation, characterized by pronounced accumulation properties, the presence of time delays, nonlinearities, backlashes of regulatory equipment, as well as non-stationary dynamic characteristics. One of the main control systems in a direct-current boiler is the system of automatic maintenance of the temperature regime of the water-steam tract from its beginning to the first regulated injection. The efficiency of this system has a significant effect on the quality of the system of primary steam overheating, but also on the reliability and efficiency of the boiler as a whole. The procedure of parametric identification of the temperature control circuits involved in the regulation of the boiler's temperature mode and the principles of designing a new control scheme based on fuzzy logic are outlined. On the basis of the received experimental data, mathematical models of the parameters of the temperature regime of the steam-water tract in the form of transfer functions for two extreme load values of the power unit - 225MW 300 MW were developed. A considerable nonlinearity of the dynamic characteristics of the control object depending on the load is revealed. A synthesis of a two-channel fuzzy controller for controlling the temperature at the intermediate point of a direct-current boiler unit is carried out on the basis of obtained mathematical models. The necessary input variables, their ranges, quantity and type of linguistic terms are determined. In this scheme, the input variables of a two-channel fuzzy controller are defined by the inconsistency signal e, the derivative of the time-deviation signal de/dt and the signal on the load N. The analytic dependences of the membership and input variables functions are obtained. A rule base has been developed for both blocks of fuzzy logic of a two-channel fuzzy controller. A multi-circuit control scheme with the introduction of differentiators through outgoing channels was developed and a synthesis of a two-channel fuzzy controller was carried out. According to the results of computer simulation for various load units of the power unit, the main indicators of the quality of the system functioning are compared with other known control schemes. A comparative study of the operation of a dual-channel fuzzy controller in the inertial circuits of the boiler control unit provides for a dynamic deviation reduction of 12%, a reduction of the adjustment time in the case of perturbation compensation by an average of 30%, improves the integral quality indices by 20-50% in the conditions of load change and reduces the total displacement of the mechanism. with classic solutions based on PID controllers, which provides longer life of basic equipment and saves energy. The implementation of the software-hardware control system with the use of information about the characteristics of the control object based on the programmable logic controller is considered. The methods of setting up the proposed system are presented. In the language of ST, IEC 61131-3, an algorithm for fuzzy output of Mamdani is implemented, which calculates the values of pulse duration and pause, as well as the software implemented structure of the two-channel fuzzy controller. Along with the improvement of the dynamics of regulation, an additional positive effect is achieved in the form of reducing the wear of the equipment components of the actuating devices (valves, actuators, etc.). Increase of the calculated lifetime of the main elements of the boiler unit due to the smaller number of cycles of thermal stresses and their amplitude that arose during the regular operation of the boiler unit. The technical implementation of the proposed dynamic correction does not require additional sensors, and the control channels are implemented by the software of the control system.uk
dc.description.abstractruДиссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.13.07 – Автоматизация процессов управления. – Национальный технический университет Украины «Киевский политехнический институт имени Игоря Сикорского», Киев, 2019. Диссертация посвящена повышению эффективности работы систем автоматического управления инерционными контурами энергоблоков ТЭС, работающих в маневренных режимах. В диссертационной работе выполнены следующие задачи: анализ существующих способов управления инерционными объектами с запаздыванием и переменными параметрами; исследование динамических свойств водопарового тракта прямоточного котлоагрегату как объекта управления, идентификация и получение математических моделей; анализ действий оператора-технолога при управлении в ручном режиме инерционными контурами водопарового тракта котлоагрегату; разработка интеллектуального контроллера на основе двухканальной структуры с использованием блоков нечеткой логики; моделирование работы системы управления с двухканальным нечетким контроллером и сравнение эффективности функционирования с известными решениями; разработка методики оценки устойчивости нелинейной системы управления с использованием блоков нечеткой логики; разработка методики настройки двухканального нечеткого контроллера; разработка автоматизированной системы управления температурным режимом котлоагрегату; техническая реализация АСУ на промышленных средствах автоматизацииuk
dc.description.abstractukДисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.13.07 – Автоматизація процесів керування. – Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського», Київ, 2019. Дисертацію присвячено підвищенню ефективності роботи систем автоматичного керування інерційними контурами енергоблоків ТЕС, що працюють у маневрових режимах. У дисертаційній роботі виконано такі завдання: аналіз існуючих способів керування інерційними об’єктами з запізненням та змінними параметрами; дослідження динамічних властивостей водо-парового тракту прямоточного котлоагрегату як об'єкту керування, ідентифікація та створення математичних моделей; аналіз дій оператора-технолога при керуванні в ручному режимі інерційними контурами водо-парового тракту котлоагрегату; розробка інтелектуального контролера на основі двоканальної структури з використанням блоків нечіткої логіки; моделювання роботи системи керування з двоканальним нечітким контролером і порівнянням ефективності функціонування з відомими рішеннями; розробка методики оцінки стійкості нелінійної системи керування з використанням блоків нечіткої логіки; розробка методики налаштування двоканального нечіткого контролера; розробка автоматизованої системи керування температурним режимом котлоагрегату; технічна реалізація АСК на промислових засобах автоматизації.uk
dc.format.page23 с.uk
dc.identifier.citationНовіков, П. В. Автоматизація процесів керування інерційними каналами енергоблоку теплової електростанції з використанням двоканального нечіткого контролера : автореф. дис. … канд. техн. наук : 05.13.07 – автоматизація процесів керування / Новіков Павло Валерійович. – Київ, 2019. – 23 с.uk
dc.identifier.urihttps://ela.kpi.ua/handle/123456789/29400
dc.language.isoukuk
dc.publisherКПІ ім. Ігоря Сікорськогоuk
dc.publisher.placeКиївuk
dc.subjectкотлоагрегатuk
dc.subjectманеврові режимиuk
dc.subjectдинамічні характеристикиuk
dc.subjectтемпературний режимuk
dc.subjectнечітка логікаuk
dc.subjectпоказники якості функціонуванняuk
dc.subjectалгоритм керуванняuk
dc.subjectпаралельна структураuk
dc.subjectboiler unituk
dc.subjectmaneuvering modesuk
dc.subjectdynamic characteristicsuk
dc.subjecttemperature controluk
dc.subjectfuzzy logicuk
dc.subjectfuzzy controluk
dc.subjectperformance indicatorsuk
dc.subjectcontrol algorithmuk
dc.subjectparallel structureuk
dc.subject.котлоагрегатuk
dc.subjectманевренные режимыuk
dc.subjectдинамические характеристикиuk
dc.subjectтемпературный режимuk
dc.subjectнечеткая логикаuk
dc.subjectпоказатели качества функционированияuk
dc.subjectалгоритм управленияuk
dc.subjectпараллельная структураuk
dc.subject.udc621.181.1:681.5uk
dc.titleАвтоматизація процесів керування інерційними каналами енергоблоку теплової електростанції з використанням двоканального нечіткого контролераuk
dc.typeThesisuk

Файли

Ліцензійна угода
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз недоступний
Назва:
license.txt
Розмір:
8.98 KB
Формат:
Item-specific license agreed upon to submission
Опис:
Завантажити

Зібрання

Автореферати (АЕП)
Автореферати (вільний доступ)