BARABANLI BUGʼ GENERATORLARIDA AEROARALASHMA HARORATINI ROSTLASH VA SISTEMANING MATEMATIK MODELI VA BOSHQARISH QONUNLARINING BAYONI Текст научной статьи по специальности «Электротехника, электронная техника, информационные технологии»

UO'K 622.046.

© Botirov T.V., Norova G.M., Sadinov SH.X, Xoldaraliyeva U.U.

BARABANLI BUG' GENERATORLARIDA

AEROARALASHMA HARORATINI ROSTLASH VA SISTEMANING MATEMATIK MODELI VA BOSHQARISH QONUNLARINING BAYONI

Botirov T.V. - texnika fanlari doktori, Navoiy davlat konchilik va texnologiyalar universiteti professori, E-mail: [email protected]., Norova G.M. - NDKTU "Avtomatlashtirish va boshqarish" kafedrasi magistranti, Sadinov Sh.X. - NDKTU "Avtomatlashtirish va boshqarish" kafedrasi magistranti, Xoldaraliyeva U.U. - NDKTU "Avtomatlashtirish va boshqarish" kafedrasi magistranti

Annotatsiya. Bu maqolada issiqlik energetikasi korxonalarining keng tarqalgan turi - umumiy bug' magistraliga ega bo'lgan, gaz yoki mazut bilan ishlaydigan issiqlik elektr statsiyalarini boshqarish masalalari o'rganildi. Bunday korxonalar issiqlik va elektr energiyasini ishlab chiqarishda muhim o'rin tutadi, texnologik jarayonlarni boshqarish nuqta'i nazaridan ko'p muammolari va boshqarish masalalari bor.

Kalit so'zlari: havo sarfi, aeroaralashma, aprior noaniqlik, diskritlashtirish qadami.

Аннотация. В данной статье рассматривается вопросы управления тепловых электростанций распрос-траненного типа - работающих на газе или мазуте, с общей паромагистралью. Такие предприятия играют важную роль в производстве тепловой и электрической энергии, возникает множество проблем и вопросов управления в части управления технологическими процессами.

Ключевые слова: расход воздуха, аэромасса, априорная неопределенность, шаг дискретизации.

Annotation. This article discusses the operation of thermal power plants of a common type - thermal power plants operating on gas or fuel oil, with a common steam main. Such enterprises play an important role in the production of heat and electricity, and there are many problems and management issues in terms of process control.

Key words: air consumption, aeromass, a priori uncertaintymat, sampling step.

Adaptiv boshqarish qurilmalarining optimal sozlashlarini dinamik baholash uchun barqaror hisoblash tartibini amalga oshiradigan adaptiv boshqaruv tizimining blok diagrammasi ishlab chiqilgan. Ko'rib chiqilayotgan an'anaviy sozlamalri bo'lgan rostlagichlarga nisbatan yuqori sifatni ta'minlaydi va samaradorlikni barqarorlashtirishning dinamik aniqligini oshiradi.

Navoiy issiqlik elektr stantsiyalarida yoqilg'i sarfini boshqarishning avtomatlashtirilgan tizimini qurish usuli taklif etiladi. Ob'ektning matematik tavsifi olinadi va boshqaruv qonunlarini loyihalashda adaptiv yondashuvni qo'llash tizim real sharoitlarda ishlaganda ko'rsatilgan boshqaruv sifatini kafolatlash imkonini berishi ko'rsatiladi.

Barabanli bug' qozonida, yonilg'i kamerali usul bilan yoqilganda, yonilg'i bevosita o'tdonga purkaladi[1-4].

Yonilg'i - havo aralashmasi tayyorlaydigan avtamatik sistemagaqo'yiladigan asosiy ta'lablar: zaruriy bir darajada ushlab turish (yonilg'ining qa'tiy bir sarfi); tayyorlanadigan aeroaralashmaning sifatini ta'minlash "chiqish"dan aeroaralashmaning namligi yonish jarayoning sharoitlari, ta'minlagichlarning normal ishi, aralashmaning portlash xafsizligi talablariga muvofiq belgilanadi. Yuqori namlik aralashmaning alanga olishini yomonlashtiradi, sistemaning normal ishini buzadi. Namlik juda kam bo'lsa, aeroaralashma portlab ketish ehtimoli bor va oquvchanligi oshadi, natijada ta, minlagichlarning ish uchun o'z-o'zidan o'zgarib ketishi mumkin. Texnik ekspluatatsiya qoidalari aralashma haroratini quydagi reaktsiyalarda belgilaydi (muayyan korxonalar uchun boshqa qiymatlar belgilanishi mumkin) [5-8]:

- namligi 25% gacha bo'lgan yonilg'i uchun - 70

°C;

- namligi 25% dan yuqori yonilg'i uchun - 80 °C;

- issig'i kam ko'mirlar uchun - 100 °C.

Objekt parametrlarning o'zgarishi, nazorat qilinadigan turli g'alayonlarning borligi, boshqarish konturida kechikishilar bo'lib turishi, aeroaralashma haroratini rortlaydigan, klasik avtomatik sistemalardan foydalanishni cheklaydi (bunday sistemalar rostlashning «P», «PI» va «PID» sxemasi asosida ishlaydi).

Ko'rilayotgan holatda, bunday avtomatik rostlash sistemasi (ARS) haroratni 85°S atrofidagi o'zgarmas bir darajada ushlab turishga mo'ljallangan, bu qozon garelkalariga beriladigan aeroaralashma namligi stabil bo'lishini ta'minlaydi. Rostlagichning "kirish"iga yonilg'i - havo aralashmasining harorati bo'yicha signal va "beruvchi" (zadatchik) ning signali uzatiladi. Rostlagich sovuq havo beruvchi klapnga ta'sir qiladi; havo, issiq puflash ventelyatori oldidagi issiq havo o'tkazgichga beriladi, u sistemaga berilayotgan havo haroratini demak, sistemadan keyingi yonilg'i - havo aralashmasining haroratini o'zgartiradi: klapn ochilganda harorat pasayadi, yopliganda - ko'tariladi [9-12].

Rostlash obektining matematik modelini "havo sarfi - aeroaralashma harorati" kanalidan olingan, tafsiflar turkumlarini qayta ishlash yordamida ishlab chiqamiz va uni ikkinchi tartibli sistema ko'rinishida

U1

ifoda etamiz; unga tegishli uzatish funksiyasi kuydagi ko'rinishga ega:

L = [l 1 0 ], lf(t)l <f0 = const,

(6)

W(s) =

_ oy

kov-e

y(s)

ui(s) a2-s2 + ays+l'

(1)

bu yerda y(s) va u1(s) - "chiqish" va "kirish" funktsiyalarini skalyar ifodalari (tasvirlari); koy- obektning nisbiy uzatish koeffitsienti a1, a2 - raqam koeffitsientlar; h - ma'lum, doimiy "kechikish"

(1) modelning koeffisientlari bazaviy qiymati sifatida quydagilarni qabul qilamiz:

fcoy= 0.014, x= 32, a1 = 10457, a2 = 219. (2)

(2) koeffitsientlarning o'zgarish diapazoni (1) obektning aprior noaniqlik darajasini quydagicha aniqlaymiz:

0 < f(t) < 10, 0.111 < koy < 0.158, h — 32, 168.19 <a1< 255.01, 6211.42 < a1 < 14144.74. (3)

Rostlash sistemasiga o'zgarmas tezlikni ta'minlaydigan ijro mexanizmi (issiq havo uzatish yo'liga qo'yilgan qopqoqni kerakli yo'nalishda burib turadigan) o'rnatilishi sababli obektning matematik modeli (1) o'zgarmas vaqt TUM integratori bilan to'ldiriladi [13-15].

TUM ning qiymati qopqoqning "to'liq yechilgan" holatdan "to'liq yopilgan" holatigacha o'tish vaqti bilan aniqlanadi ("to'liq yopilgan" holat issiq havo berish to'xtashi bilan aniqlanadi) umumlashgan boshqarish obektini quydagicha ifodalash mumkin:

W(s)=2&= K3e 2 , (4)

u(s) a2si + a1s2+s

bu yerda u(s) - boshqaruvchi ta'sir (kengaytirilgan impulsli modulyatsisa blogi tomonidan shakllantiriladi); K - umumlashgan koeffitsient, koy/TUM nisbatiga teng.

Ko'rilayotgan umumlashgan boshqarish obekti ishini belgilaydigan, holat fazosi (makoni) tenglamalari quydagicha bo'ladi:

dx(t) dt

— A ■ x(t) + B-u(t-h)+ f(t),

y(t) = LT ■ x(t),

(5)

f(t) = (0;0;f(t)),

Bu modeldagi matritsa va vektorlarning ko'rinishi quydagicha

Bulardan koeffitsientlarning aprior noaniqlik darajasi (3) ko'rinishda bo'ladi.

Kechikishni kompensatsiyalash va boshqarish jarayonlariga istakdagi dinamikani berish uchun sistemaga étalon ilgarilatgich o'rnatiladi biz ko'rayotgan holatuchun uning matematik modeli quydagicha:

xM(t) = AM ■ xM(t) + BM ■ $(t),

yM(t) = LMT ■Xm(î),

■ip(t) = [u(t-h) + û(t)l

bu yerda

Am —

BM =

K-4 ■ 10-8 -3.8 ■ 10-5 -1.1 ■ 10-

0 0

v- 4-10"8 y

LmT =(1 0 0),

WM(s) —

K

Vm(S) _ _

aM(s)

410-

s3 + 0.011s2 + 3.810-5s+410-8

(8)

410-8

(s+0.002)(s+0.004)(s+0.005)

Adaptiv roslagichning sozlangan "chiqish"I ■fi(t) , u etalon ilgarilagich tarkibiga kiradi, biz ko'rayotgan holatga xos quydagi tenglamalardan topiladi:

■ u(t) — r(t) - ß(t), ■ ß — xi® ■ m+X2(t) ■

u(t - h),

ÎX11(t)\ fv1(t)\

X1(t) — \X12(t)), m — [y2(t)), (9)

Woy Woy

bu yerda , ■xl(t), ■ x2(t) - vektor va skalyar; -y(t) obekt holatining o'zgaruvchilarini baholari vektori, quydagi filtirlardan olinadi:

*$(t) — ■ x0(t) + B0 ■ y(t), y(t) — L$T ■ x0(t) + D0(t),

V(t) — y(t) — gT ■ y(t),

(10)

A — [010; 001; 0(-1/a2)(-a1/a2)\, B — [0; 0; (K/a2)],

VD

A,

0

—U

0

10-4

1

2 ■ 10-2)

2

8

Br

-cx-Gb

(11)

JT -

■ 10-4 0 N 0 1 ■10-2 \1 ■ 10-4 -2 ■ 10-2s

Adaptiv roslagichning o'z algoritmi quydagicha:

- o'zini sozlash

Xiq(t) — -aiq ■ J (yq(t) ■ v'(t) ■ e) dt,

X2(t) — -a2 ■ i(u(t - h) ■ v(t) ■ e) dt, (12) ë — 0, при v(t) <л; ê — 1, при v(t) > л;

a1q, a2, л — const > 0,q — 1____3,

an 10-2

— 0.17 ■ 10-2,

a

12 — 0.45 ■ 10-(13)

— 0.03

a2 — 0.002 ■ 10-2, л — 0.2 ■ 10-4,

Shunday yo'llar bilan hosil qilingan boshqarish sistemasi berilgan klassda - adaptiv (D) bo'ladi va uning maqsad shartlari quydagicha yoziladi

Hrnly3M(t) - y(t)l < Soi,5oi — const > 0, t^"

limlx3M(t) - x(t)l < 802,802 — const > 0, (17) t^"

Umxia(t) < Xioq,UmX2(t) < X20, Xi0q,X20 — const, q — 1...3, (18)

bu yerda S01,S02 - nisbatdan kichkina kattaliklar (parametrlar); y3M(t) - étalon modelning "chiqish"i (sistemani amalga oshirish talab etilmaydigan), matematik modeli etalon ilgarilagichning tenglamasi (7) dan kelib chiqadi [16].

() — A

Уэм(0 — L

3M(t) + В M

3M(t), (19)

?3

r(t),

bu yerda x3M(t) e R3 - etalon model holatining

o'zgaruvchilari.

Hosil qilingan sistemaning rasmdagi kabi bo'ladi.

strukturasi 2-

1 - rasm. Sistemaning strukturasi.

bu yerda л - sezgir bo'lmagan zona kattaligi; uning yordamida g'alayonli ta'sir bor bo'lgan holat uchun anialangan algoritmlar muntazam qilinadi;

f(t); v,y,û(t - h) - signallar, tenglamalar bergan qo'shimcha kengayish konturi tomonidan shakllanadi.

v(t) — v(t) + b(t),v(t) — yM(t)-y(t),

— D(P)'kM'4(P) _ kM-g(p) ^^

aM (P)

(Р + амоУ

q(p) — -D-1(p) ■ x!(t) ■ y(t) + XÏ(t) ■ KV --D-1(p) ■ X2(t) ■ u(t -h)+X2(t) ■ û(t - h),

y(t) — D-1(p) ■ y(t),u(t - h) — D-1(p) ■ u(t - h), (15)

Natijalarni tadqiq etish uchun uzlyuksiz sistemadan, uning qurama (gibrit) o'xshashiga o'tiladigan variantni ko'rib chiqamiz. Bunday o'tish raqamli mikrokontrollardagi kvandlash qadamini hisobga olishni ta'minlaydi va bazi koeffitsientlarni to'g'ri tanlashga yordam beradi.

(2) ko'rinishdagi uzlyuksiz obekt uchun (uning koeffitsientlari (3) diapazonda) boshqarish konturi quydagi diskrit tenglamalardan hosil qilingan. etalon ilgaliratgich

xM,k+1 — ^M,к

X;

M,к + DM,k ■'Фк,

Ум,к — L

■ хМ,к,*Фк — [Щ-j +tffc] / 0 0.4

Амл — ( -3.2 ■ 10-9

1.6 ■ 10"

-8

1

1.52 ■ 10-

0.08> 0.4 1.1

(20)

ам(р) — D(p) ■(р + аМо),аМо — 0.005,км — 4^10

D(p) — (р2 + 0.006р + 0.000008) — (р + 0.002) ■ (р + 0.004) ■ (р + 0.005). (16)

Вм,к —

4.26 ■ 10-10 3.2 ■Ю-9 \,L т — (1 0 0) (21) -1.6 ■ 10-8

bu yerda tk = k-X - vaqtning diskrit analigi; X = const > 0 - diskiritlash qadami; k = 0,1,2.... - qadamning tartib raqami;

T

a

13

T

8

j = h/A - kechikish taktlari soni; xMk e R3 - holat o'zgaruvchilari;

yM,k e R -

"chiqish"i;

- étalon

"kirish"i;

étalon ilgarilagichning skalyar ilgarilatgichning umumlashgan

AM k - o'zgarmas (doimiy) matritsa; BMk - o'zgarmas (doimiy) vektor; Adaptiv roslagich

ß

k = xlk ■ 9k + X2,k ■

(22)

obektning

holat

bu yerda yk e R3 o'zgaruvchilariga baholar;

Xi,k'X2,k - adaptiv roslagich parametrlari, quydagi tenglamalardan topiladi: Holat o'zgaruvchilari filtri

x0,k+i = A0k ■ x0k + B<p,k ■ yk,

vk=yk = gT ■ yk,

9 k = h

<P,k

A,

'<p,k + D(p,k ■ Vk'

№ = (-4 1

B

<P,k

= (IZ2)^ = (0\ (24)

i8 ^ 10 !

W-10-1

' 1 ■10-4 0

- ■10-4

(23)

4^10-1 \ 10 ■ 10-1>' 0

1

0

1 ■ 10-2 -2 ■ 10-2;

bu yerda x0k e R2 - filtirning holat o'zgaruvchilari; vkeR - umumlashgan "chiqish"; g e R3- o'zgarmas qiymatlar vektori, yordamida liniya kompensatori hosil qilinadi;

B&k, D$,k

matritsalar; ■ vektorlar,

ma'lum o'lchamga ega,

h) qo'shimcha kengayish konturi shakllantiradigan signallar, ular quydagi tenglamalar bilan beriladi:

vk = vk + dk, vk = yM?k - yk,

Kt)

(z+aMofr)

(28)

q(z) = -D 1(z) ■ xlk ■ 9k + Xlk ■ 9k D-1(z) ■ x2,k ■ uk-j + X2,k ■ ûk-j,

]

9(t) = D-1(z) ■ yk,uk-j = D-1(z) ■ uk-j, (29)

aM(z) = D(z)^(z + aMo,k),aMo = 0.005, kMk = 4 ■ 10-8,

1/D(z) = (0.08z + 0.08)/(z2 -2z + 1). (30) Aeroaralashma harorati uchun hosil qilingan gibrit adaptiv boshqarish sistemasi turli ish rejimlarda tadqiq etildi, bunda obekt (1) ning parametrlari (2) diapazonda o'zgartirildi [17].

elementlari shunday tanlanadiki, quyidagi ayniyatlar bo'lsin: tk<t< tk+1 da yk = vk,y(t) = y(tk),; d Rostlagichni sozlash algoritmlari

X1q,k =

( 0'Vk>0'|vk|<■п;k'

\Xlq,k-1-¿■ «1q,k ■yq,k(Vk + n^Vk > 0, < -nk,

I hq,k-1 - 1 ■ a1q,k ■ 9q,k(Vk - X^^k > 0,1^ | > Uk,

(25)

X2,k =

f 0'Vk>0'|vk| <nk,

<X2,k-1 - * ■ a%k ■ ûk-j(vk + nk),Vk > 0 ^ < -nk,

I X2,k-1 - * ■ ^2,k ■ ûk-j(vk - nk),Vk > 0,|i7fc| > nk,

(26)

2- rasm. Sistemaning modeli.

3- rasm. «BEY» Bloki (étalon ilgaliratgich).

,^1q,k, &2,k, ^k = const > 0,q = 1...3 (27)

bu yerda nk - sezgirligi yo'q zonaning kattaligi, uning __ yordamida g'alayonli ta'sir f(t); bor bo'lganda, hosil 00 qilingan algoritmlar muntazamlashtiriladi; v^^t

T

4- rasm. «EM» Blok (étalon modelb).

59.78 r

/ Г

59.74 59.72 59.7 59.68 59.66

59 62

26

265

2.7

2.75

2.8

2.9

2.95

5-rasm . Sistemaning o'tish jarayoni

5- rasmda sistemadagi o'tish jarayonlari, pog'onali g'alayon f(t) ta'sir qilgandagi bir qismi ko'rsatilgan. Diskritlashtirish qadami Я = 0.4 berildi. Shunda o'z -o'zini sozlash algoritmlari quydagi qiymatlarga ega bo'ldi:

a11k = 0.17 • 10-2, a12,fc = 0.45 • 10-2, a13,fc = 0.03 • 10-2, а2Л = 0.002 • 10-2, nk = 0.2 • 10-4.

Shunday qilib, ishlab chiqilgan boshqarish sistemasi stabillash rejimidan tashqari, berilgan signalni kuzatish imkoniga ega . Bu xususiyat juda muhim, masalan, haroratni, boshqaruvchi ta'sirlarni "o'zgarmas bo'laklar" r(t) seriyasi ko'rinishidaberish yo'li bilan no'malum rejimga avtomatik rejimga chiqarishdi. Ekspluatasiya rejimida rostlash bo'yicha ishlab chiqilgan algoritmlar qo'l bilan sozlashni talab etmaydi va tayyorlanadigan aeroaralashma tegishli sifatda bo'lishini, qozonagregatning issiqlik yuklamasi o'zgarib turadigan sharoitlarda ta'minlaydi. Hosil qilingan adaptatsiya sistemasi, rostlanuvchi obektning xususiyatlari dinamik tarzda o'zgarsa ham, turli g'alayonlar ta'sir etib tursa ham, ishga yaroqliligini saqlab qoladi.

Foydalanilgan adabiyotlar:

[1]. Лащев А. Я. Синтез адаптивных систем управления с использованием идеи параметрических отрицательных обратных связей // Автоматика и телемеханика, 1994, выпуск 3, -С. 108-116.

[2]. Бронников А. М., Круглов С. П. Упрощенные условия адаптируемости системы управления с идентификатором и эталонной моделью //Автоматика и телемеханика, 1998, выпуск 7, -С. 107-117

[3]. Шикин Е.В., Чхартишвили А.Г. Математические методы и модели в управлении. Изд-во: КДУ, 2009. - 440 с.

[4]. Емельянов С.В., Коровин С.К., Ильин А.В. идр. Математические методы теории управления. Проблемы устойчивости, управляемости и наблюдаемости. // - М.: ФИЗМАТЛИТ, 2014. - 200 с.

[5]. Ермак И.А. Ложечников В.Ф. Усовершенствованная система автоматического регулирования уровня воды с сигналом по разнице температур в установке генерирования пара энергоблока ввэр-1000 АЭС// том 29 (68) ч. 1 № 6 2018. - стр.142-148.

[6]. Jumaev O A , Nazarov J T, Sayfulin R R, Ismoilov M T and Mahmudov G B 2020 Schematic and algorithmic methods of elimination influence of interference on accuracy of intellectual interfaces of the technological process J. Phys.: Conf. Ser. 1679 042037

[7]. Botirov T V, Latipov S B, Buranov B M and Barakayev A M 2020 Methods for synthesizing adaptive control with reference models using adaptive observers IOP Conference Series: Materials Science and Engineering 862(5) 052012

[8]. Igamberdiev H Z and Botirov T V 2021 Algorithms for the Synthesis of a Neural Network Regulator for Control of Dynamic Advances in Intelligent Systems and Computing 1323 AISC 4605

[9]. Botirov T V, Latipov S B and Buranov B M 2021 Mathematical modeling of technological process in formalin production Journal of Physics: Conference Series 2094(2), 022052

[10]. Botirov T V, Buranov B M and Latipov Sh B 2020 About one synthesis method for adaptive control systems with reference models Journal of Physics: Conference Series 1515(2) 022078

[11]. T. V. Botirov, S. B. Latipov, B. M. Buranov, "About one synthesis method for adaptive control systems with reference models",Joumal of Physics: Conference Series, 1515, 2 (2020) 1-6. doi:10.1088/1742-6596/1515/2/022078

[12]. Кадиров Ё. Б., Мухитдинов Д. П. Вычисление скоростей потока жидкости и перепада давления //Современные материалы, техника и технологии. - 2016. - №. 5 (8). - С. 8491.

ю

[13]. Каландаров, Илёс Ибодуллаевич, Азизжон Азимжонович Бобоев, and Саидали Фарходжонович Тогаев. "Микропроцессорная система с распределенным управлением."

продуктивного взаимодействия наук в рамках технического прогресса. 2019. 357-359.

[14]. Vasilovich, Kabulov Anvar, Kalandarov Ilyos Ibodullayevich, and Karimov Anvar Abduvoxidovich. "Algorithmic and mathematical methods for solving the problem of calendar planning based on dynamic functioning tables." International Journal of Advanced Science and Technology 29.7 (2020): 9090-9097.

[15]. Кабулов, А. В., & Каландаров, И. И. (2018). Описание архитектуры алгоритмической системы АТЛАС. In Инновационные геотехнологии при разработке рудных и нерудных месторождений (pp. 470-475).

[16]. Kalandarov, I. I. (2020). ALGORITHMS FOR SOLVING PROBLEMS OF MANAGING A PRODUCTION UNIT WITH A DISCRETE UNIT TYPE OF PRODUCTION. International Engineering Journal For Research & Development, 5(4), 8.

[17]. Kalandarov, I. (2022). Algorithm for the Problem of Loading Production Capacities in Production Systems. In XIV International Scientific Conference "INTERAGROMASH 2021" (pp. 887896). Springer, Cham.

Образовательная

система:

вопросы

O