что на этапе проектирования системы регулирования турбины ее ди-
намика описывается нелинейными дифференциальными уравнениями
высокого порядка. На начальном этапе проектирования остро вста-
ет задача расчета параметров системы управления в соответствии с
заданными критериями качества и условиями функционирования в
классе нелинейных систем [1]. В последнее время в теории автомати-
ческого управления для решения задач синтеза широкое распростра-
нение получили матричные методы расчета и проектирования систем
автоматического управления [2]. Аппарат матричных операторов хо-
рошо зарекомендовал себя при решении задач управления для класса
линейных стационарных и нестационарных систем, но до недавне-
говремени не находил должногоприменения в турбостроении, так
как динамика регулирования турбины после процедуры линеаризации
описывалась в классе линейных стационарных систем, для которых
хорошо развит классический аппарат передаточных функций. Такой
подход на современном этапе развития систем управления энергетиче-
ских турбин уже неправомерен. В последнее время аппарат матричных
операторов получил развитие для класса нелинейных систем автома-
тическогоуправления [3], чтопозволяет более точнорешать задачи
турбостроения на начальном этапе проектирования. В настоящей ра-
боте приведен алгоритм расчета контура регулирования частоты вра-
щения ротора (на примере паровой турбины К-800-130/3000), матема-
тическая модель которого представлена в работе [4], соответствующая
структурная схема — на рис. 1.
На схеме обозначены следующие процессы (здесь и далее по тек-
сту переменные модели являются относительными отклонениями от
соответствующих номинальных значений):
ϕ
— относительное от-
клонение частоты вращения ротора
ω
от номинального значения
ω
н
,
ϕ
= (
ω
−
ω
н
)
/ω
н
;
ζ
г
— относительное отклонение нагрузки генерато-
ра от номинального значения (возмущающее воздействие);
γ
ЦВД
,
γ
ЦНД1
,
γ
ЦНД2
,
γ
ЦНД3
,
γ
ПП
— относительные отклонения расходов пара через ци-
линдр высокого давления (ЦВД), цилиндры низкого давления (ЦНД1,
ЦНД2, ЦНД3), пароперегревателя (ПП) соответственно;
μ
ЦВД
,
μ
ЦНД1
,
μ
ЦНД2
,
μ
ЦНД3
— относительные открытия регулирующих клапанов (РК)
ЦВД и ЦНД (РК
ЦВД
, РК
ЦНД1
, РК
ЦНД3
, РК
ЦНД2
)
соответственно;
σ
ЦВД
,
σ
ЦНД1
,
σ
ЦНД2
,
σ
ЦНД3
— относительные отклонения золотников сервомо-
торов ЦВД, ЦНД1, ЦНД2, ЦНД3;
π
ПП
,
π
0
— относительные отклонения
давления в ПП и давления свежегопара;
ϕ
у
— сигнал, пропорциональ-
ный ускорению ротора турбины;
ϕ
д
— выходной сигнал дифференциа-
тора;
χ
эм.п
— ход следящего золотника электромеханического преобра-
зователя;
χ
гу
— ход следящего золотника гидроусилителя;
ς
— относи-
тельное приращение выходной координаты датчика частоты вращения
ротора;
ϕ
1
— ход следящего золотника механического регулятора ско-
рости;
ψ
— сигнал от задатчика частоты вращения (МУТ — механизм
управления турбины);
η
— ход промежуточного золотника;
s
— символ
дифференцирования (переменная Лапласа).
44 ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Машиностроение”. 2013. № 4
