Процесс эксплуатации

В процессе эксплуатации характеристики регулируемых объектов и регуляторов могут существенно изменяться по разным причинам (например, вследствие загрязнения поверхностей нагрева котла, появления люфтов в механических элементах АСР, старения материалов и т. п.). Эксплуатационному персоналу в каждый конкретный момент времени приходится иметь дело с объектом, истинные характеристики которого ему неизвестны. Настройка регуляторов, выполненная до ввода объекта в эксплуатацию, может оказаться не обеспечивающей удовлетворительного качества процесса регулирования в изменившихся условиях. В связи с этим возникает задача идентификации объекта — нахождения идентичной объекту в каждый момент его работы математической (обычно эмпирической) модели, на базе которой могли бы быть найдены оптимальные для данного момента параметры настройки регуляторов. Наиболее очевидное решение поставленной задачи, связанное с использованием типовых возмущений режима исследуемого объекта (активный эксперимент), нарушает его нормальную эксплуатацию и, как правило, ухудшает экономические показатели. Весьма заманчиво поэтому проведение пассивного эксперимента [3, 23] —стремление использовать для идентификации возникающие в процессе нормальной эксплуатации случайные возмущения (шумы). По реакции системы на эти случайные возмущения, непрерывно или периодически обрабатываемой информационно-вычислительными машинами в процессе эксплуатации блоков, могут быть найдены коэффициенты регрессии в уравнениях (1.1) или (1.2). В ряде случаев более эффективен смешанный эксперимент, основанный на параметрических возмущениях регуляторов — повторение , серии последовательных пассивных экспериментов при сознательном изменении параметров настройки регуляторов. Сопоставляя различные переходные процессы и зная отличие в них параметров настройки регуляторов, можно найти эмпирические модели объектов [31.
Эмпирические и полуэмпирические модели могут использоваться для объектов, уже изготовленных, на которых может быть проведен эксперимент. В отдельных случаях эмпирические модели с предполагаемыми характеристиками, задаваемыми методом прогноза, используют и для вновь проектируемых систем. Основным же средством исследования последних являются расчетно-теоретические модели.
В общем случае процесс аккумуляции материи или энергии в каком-либо элементе энергетического агрегата может быть описан [56] уравнением вида, где Qlt Q2 — соответственно количество подводимой к элементу и отводимой от него в единицу времени материи или энергии; \х — количество материи или энергии, заключенной в элементе; х — качественный параметр процесса (для регулируемого объекта — регулируемая величина); А — мера аккумуляции.
Во многих случаях величина А в уравнении (1.3) постоянна. При этом
Для дальнейших исследований используют как непосредственно уравнения (1.3) и (1.4) с ненулевыми начальными значениями величин Qi и Q2, так и те же уравнения, записанные в отклонениях:
где AQi = Qx — Qi„; AQ2 = Q2 — Q20; Qio и Q20 — значения соответствующих величин при исходном установившемся режиме, причем Q10 = Q20.
При подобной записи получаются уравнения с нулевыми начальными условиями, если, разумеется, исследуемый процесс начинается от установившегося режима. Величины Qx и Q2 в общем случае представляют собой нелинейные функции параметров хи х2, хп% определяющих процесс. После подстановки значений Qx и Q2 исходные уравнения могут быть преобразованы к виду.
Коэффициенты at и ац последнего уравнения определяются по статическим характеристикам Q, = / (*/)• Для исследования динамики регулирования могут быть использованы непосредственно уравнения (1.3)—(1.6), переменные величины в которых сохраняют первоначальную размерность [94]. Однако чаще исходные уравнения преобразуют, переходя к безразмерным относительным переменным, получаемым делением исходных величин на их базовые значения. Такое преобразование уравнений придает им более общее значение, позволяя распространить результаты исследований на широкий класс математически подобных систем, имеющих одинаковые значения динамических постоянных и коэффициентов усиления.