Details

Данная работа посвящена разработке и исследованию высокоэффективной адаптивной системы автоматического управления давлением пара геотермальной турбины ТЭС на базе теории нечетких множеств для преодоления ограничений классической теории линейного регулирования. В ходе выполнения работы была построена комплексная математическая модель разомкнутого объекта регулирования, доказавшая наличие жесткой параметрической нелинейности. Проведенный глубокий анализ выявил проблему классического ПИД-регулятора: потерю робастности и лавинообразный рост перерегулирования при снижении технологической нагрузки. Для решения данной проблемы был спроектирован двумерный нечеткий контроллер на базе алгоритма Мамдани, включающий экспертную базу из 25 продукционных правил. Моделирование и синтез систем управления проводились в программной среде MATLAB/Simulink. Сравнительный анализ динамических характеристик во всем эксплуатационном диапазоне показал неоспоримое преимущество нечеткого управления: разработанный Fuzzy-регулятор полностью подавил динамические выбросы, обеспечив абсолютную безопасность технологического процесса по сравнению с линейным ПИД-регулятором.

This work is devoted to the development and research of a highly efficient adaptive automatic steam pressure control system for a geothermal power plant turbine based on fuzzy set theory to overcome the limitations of classical linear control theory. During the work, a complex mathematical model of the open-loop control object was built, which proved the presence of severe parametric nonlinearity. A deep analysis revealed the problem of the classical PID controller: the loss of robustness and an avalanche-like increase in overshoot with decreasing technological load. To solve this problem, a two-dimensional fuzzy controller based on the Mamdani algorithm, including an expert base of 25 production rules, was designed. Modeling and synthesis of control systems were carried out in the MATLAB/Simulink software environment. A comparative analysis of dynamic characteristics over the entire operating range showed the undeniable advantage of fuzzy control: the developed Fuzzy controller completely suppressed dynamic surges, ensuring absolute safety of the technological process compared to a linear PID controller.