Диссертация (1143719), страница 10

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 10)

Идеализация структуры АРВ, благодаря которой амплитудно-фазовыеискажения входных сигналов сведены к нулю, показала теоретическуювозможность реализации таких переходных процессов.Параметры «базовой» ЭЭС «генератор-линия-ШБМ», на основе которойбудет формироваться массив опорных точек поверхности или пространстваотображения, представлены в таблице 4.1.Рисунок 4.4 - «Эталонные» переходные процессы по возмущающему(∆8 = 0,05) и управляющему (¥ = 0,01) воздействиям (верхний график скольжение; нижний – напряжение на шинах генератора).Посредством нечеткого аппроксиматора должна осуществляется связьмеждупараметрамисистемыуправления,котораявнашемслучаехарактеризуется коэффициентом , и параметрами объекта управления,которым относятся параметры генератора и внешней сети. Для обеспеченияприемлемой точности расчета количество нечетких множеств, описывающихкаждую входную переменную, должно быть не менее 4. При этом необходимо68помнить о так называемом «проклятии размерности», т.е.

об ограниченииколичества входных переменных, которое обусловлено экспоненциальнойзависимостью роста числа правил экспертной базы от числа входныхпеременных. В том случае, если нечеткий аппроксиматор будет иметь тривходных переменных, то необходимо просчитать 4@ = 64опорные точки.Поэтомудляначалаограничимсядвумявходнымипеременными:коэффициентом усиления пропорционального регулятора напряжения имеханической постоянной времени $S . Входная переменная $S характеризуетскоростьпротеканияэлектромеханическихпроцессов,коэффициентопределяет точность регулирования напряжения.Таблица 4.1 Параметры «базовой» ЭЭС.Наименование параметраИндуктивное сопротивление статора по продольной оси )9Индуктивное сопротивление статора по поперечной оси )JИндуктивное сопротивление реакции якоря по продольной оси )9Индуктивное сопротивление реакции якоря по поперечной оси )JИндуктивное сопротивление рассеяния )BИндуктивное сопротивление обмотки возбуждения )Индуктивное сопротивление рассеяния обмотки возбуждения )BИндуктивное сопротивление рассеяния демпферной обмотки по продольной оси )OBЗначение2.352.242.031.920.322.1730.1430.148Индуктивное сопротивление рассеяния демпферной обмотки по поперечной оси )QBАктивное сопротивление статора KАктивное сопротивление обмотки возбуждения KАктивное сопротивление демпферной обмотки по продольной оси KOАктивное сопротивление демпферной обмотки по поперечной оси KQМеханическая постоянная энергоблока $S , сИндуктивное сопротивление линии )внНапряжение на ШБМ 0.2630.0050.000790.0020.02313.50.22169Методом компьютерного моделирования для каждой пары входныхпеременных (, $S ) были подобраны такие значения ∆7 и ∆: , чтобыпереходные процессы по возмущающему и управляющему воздействиям былиблизки к апериодическим, при этом другие параметры «базовой» ЭСС«генератор-линия-ШБМ» оставались неизменными.

Результаты расчета опорныхточек нечеткого аппроксиматора представлены в таблице 4.2. Входнаяпеременная характеризуется 7 нечеткими множествами, переменная $S – 4-мя.Таблица 4.2 Опорные точки аппроксиматора.$S =3 c$S =6 c$S =13.5 c$S =25 c =50∆7 =0; ∆: =3∆7 =0; ∆: =2∆7 =0; ∆: =1∆7 =10; ∆: =0,7 =100∆7 =0; ∆: =1,5∆7 =10; ∆: =1∆7 =5; ∆: =0,5∆7 =20; ∆: =0,4 =200∆7 =5; ∆: =0,7∆7 =17; ∆: =0,8∆7 =10; ∆: =0,25∆7 =25; ∆: =0,2 =400∆7 =5; ∆: =0,35∆7 =20; ∆: =0,6∆7 =15; ∆: =0,2∆7 =25; ∆: =0,1 =800∆7 =8; ∆: =0,35∆7 =20; ∆: =0,6∆7 =20; ∆: =0,1∆7 =25; ∆: =0,05 =1600∆7 =10; ∆: =0,35∆7 =20; ∆: =0,5∆7 =20; ∆: =0,1∆7 =25; ∆: =0,01 =3200∆7 =10; ∆: =0,35∆7 =20; ∆: =0,4∆7 =20; ∆: =0,1∆7 =25; ∆: =0В результате была получена экспертная база знаний, состоящая из 7х4=28правил следующего вида:ЕСЛИ ( = b ) И ($S = bv ) ТО (∆7 = ∆7 v ; ∆: = ∆: v )(4.5)Форму функций принадлежности для входных переменных выбираемтреугольную.

Функции такого вида легко обеспечивают выполнение условияразбиения 1, когда сумма степеней принадлежности для любого значенияпеременной равна 1. Это очень важное свойство, влияющее на поверхностьвывода. При выполнении данного условия нечеткая модель имеет болеесглаженную поверхность вывода. Функции принадлежности к нечетким70множествам для фаззификации входных переменных представлены на рисунках4.5 и 4.6.Рисунок 4.5 - Функции принадлежности для входной переменной .Рисунок 4.6 - Функции принадлежности для входной переменной $S .Агрегирование или определение истинности условий каждого i-ого правилаэкспертной базы знаний выполнено на основе нечеткой конъюнкции или связке«AND» согласно формуле:d dv ∙ d¸(4.6)i – номер правила экспертной базы знаний (номер опорной точки);n – номер нечеткого множества входной переменной ;l – номер нечеткого множества входной переменной $S .Значения коэффициентов каналов стабилизации определяются согласноследующих выражений:71∆© ∑º»¼‘½ ∆¹ ∙Œ∑º»¼‘½ Œ∆7 ∑º»¼‘½ ∆¾ ∙Œ∑º»¼‘½ Œ(4.7)Моделирование нечеткого аппроксиматора выполнено в среде MatLab сиспользованием пакета расширения Fuzzy Logic Toolbox.Поверхности вывода нечеткого аппроксиматора, представлены на рисунках4.7 и 4.8.Рисунок 4.7 - Поверхность вывода для коэффициента ∆7 .Рисунок 4.8 - Поверхность вывода для коэффициента ∆: .72Полученные поверхности вывода наглядно демонстрируют следующее.

Сувеличением коэффициента усиления регулятора напряжения для сохранениязаданного качества переходных процессов коэффициент канала стабилизации поизбыточной мощности должен уменьшаться, коэффициент усиления каналастабилизации по скорости увеличиваться. Для АРВ с большим коэффициентомусиления ( >3200) отпадает необходимость в стабилизации по избыточноймощности. Кроме того, для генераторов с большой постоянной времени $Sкоэффициент канала стабилизации по избыточной мощности должен ∆:уменьшаться, а коэффициент канала стабилизации по отклонению скорости 7увеличиваться.Следует отметить, что работа АРВ с высокими коэффициентами усиленияпо напряжению накладывает жесткие требования к средствам измерения иметодамобработкивходныхсигналов,несоблюдениекоторыхможетспровоцировать переход системы управления в релейный режим работы.

Этотрежим недопустим для силового преобразователя, входящего в состав системывозбуждения и самого СГ. По этой причине САУВ с высокими коэффициентамиусиления на практике не применяются. Однако полученные в этом разделерезультаты помогают выбрать стратегию настройки реальных параметров каналовизмерения.4.3.3 Входная и выходная коррекция нечеткого аппроксиматора.Полученный двухвходовой нечеткий аппроксиматор без учета другихпараметров схемы «генератор-линия-ШБМ» не решает задачу сохранениязаданного качества переходных процессов при изменении схемно-режимныхусловий работы генератора.

Входная переменная $S характеризует скоростьпротекания электромеханический процессов, коэффициент определяетточность регулирования напряжения. Необходимы дополнительные параметры,которые характеризовали бы скорость протекания электромагнитных процессов всамом генераторе, а также внешнюю по отношению к генератору сеть. Посколькусамо ядро нечеткого аппроксиматора выполнено двухвходовым, то эти73дополнительные параметры должны каким-то образом воздействовать либо навходные переменные, либо на выходные переменные, т.е. на результатаппроксимации.Экспериментальным путем, на компьютерной модели ЭСС «генераторлиния-ШБМ», было установлено, что при увеличении внешнего индуктивногосопротивления линии )вн для получения апериодических переходных процессовнеобходимо увеличивать коэффициент канала стабилизации ∆7 , не изменяя приэтом других параметров АРВ и наоборот, при уменьшении )вн коэффициент ∆7должен уменьшаться.

Предположим, что данная зависимость носит линейныйхарактер. Тогда для учета внешнего индуктивного сопротивления линии )вн ,коэффициент ′∆7 , рассчитанный нечетким аппроксиматором, скорректируемпутем его умножения на величину относительного индуктивного сопротивления:∆7 = ′∆7 )À вн = ′∆7где )внопределяютсявнвнб,(4.8)– индуктивное сопротивление линии ЭСС, для которойкоэффициентыАРВ;)внб = 0,22–базовоеиндуктивноесопротивление линии или индуктивное сопротивление линии ЭСС, на основекоторой произведен расчет опорных точек поверхности отклика нечеткогоаппроксиматора.

Такая коррекция позволяет сохранить заданное качествопереходных процессов при изменении параметров внешней сети.Влияние параметров генератора, характеризующих скорость протеканияэлектромагнитных процессов, будем учитывать, изменяя коэффициент ,поступающий на вход нечеткого аппроксиматора. В качестве корректирующегокоэффициента предлагается применить следующее соотношение:ˆÀ MÀ H=ˆM ∙HбH ∙ˆMб,(4.9)где )9 и K – параметры генератора, входящего в состав ЭЭС, для которойпроизводиться расчет параметров АРВ; )9б и Kб – параметры базовогогенератора, на основе которого произведен расчет опорных точек.Скорректированныйвыражением:коэффициентÂопределяетсяследующим74 ˆÀ MÀ H(4.10)Необходимо отметить, что скорректированный таким образом коэффициент′ влияет только на расчет параметров каналов стабилизации, т.е.

он не будетиспользоваться как параметр АРВ. Функциональная схема, полученной нечеткойсистемы определения оптимальных коэффициентов каналов стабилизации АРВ,представлена на рисунке 4.9.Рисунок 4.9 - Функциональная схема нечеткого аппроксиматора.Функциональная схема полученной адаптивной системы регулирования сидеализированным АРВ показана на рисунке 4.10.Рисунок 4.10 - Функциональная схема адаптивной САУВ на основе нечеткого аппроксиматора.75Таким образом, нечеткое двухвходовое ядро аппроксиматора позволяетосуществлять расчет оптимальных коэффициентов каналов стабилизации ∆7 и∆: в зависимости от электромеханических свойств синхронного генератора и отвеличины коэффициента усиления АРН .

Характеристики

Список файлов диссертации