9. Особенности моделирования энергетических агрегатов и их аср.

Промышленные и энергетические установки предназначе­ны для преобразования одного вида энергии или материи в дру­гой. Это преобразование, как правило, происходит при произ­вольном в допустимых пределах потреблении преобразованной энергии или материи, качественные характеристики которых обычно должны оставаться постоянными или меняться в заранее заданных узких пределах.

Во всяком физическом процессе (механическом, тепло­вом, электрическом, химическом и т. д.) нарушение энергетиче­ского или материального баланса сопровождается изменениями аккумулированной в объекте материи или энергии и их качест­венных характеристик.

Независимо от назначения и рода установки любой переходной процесс преобразования энергии или материи в ней в общем виде можно выразить уравнением:

где - фактор, характеризующий способность установки аккумулировать в себе энергию или материю; - величина, характеризующая качественную сторону процесса; - величина, характеризующая количественную сторону процесса ( - количество подводимой к установке энергии или материи, - кол-во отводимой)

В общем случае величины и являются нелинейными функциями:

Математические модели энергетических агрегатов и их систем регулирования в общем случае не линейны. При этом в их структуре можно выделить линейную часть и отдельные нелинейные элементы, которые могут быть представлены нелинейными звеньями общей структурной схемы. Нелинейности, встречающиеся в автоматических системах регулирования, могут быть разделены на сопутствующие и намеренно вводимые. Нелинейности первого класса чаще всего нежелательны. Они обусловлены физическими свойствами элементов АСР (кулоновское и сухое трение, мертвый ход, магнитное насыщение и пр.). нелинейности второго класса вводят в целях получения требуемых статических характеристик регулирования энергоблоков, изменения структуры систем регулирования, получения заданных динамических свойств, а также по различным конструктивным соображениям (ограничения перемещений элементов АСР, введение релейных элементов, изменение наклона статической характеристики на разных ее участках и др.).

По виду характеристик, представляющих собой зависимости выходной величины звена от входной, нелинейные звенья можно разделить на три группы. Звенья первой группы имеют кусочно-линейные характеристики. Звенья второй группы имеют характеристики со сравнительно слабо выраженными нелинейностями. Характеристики третьей группы существенно нелинейны.

Нелинейные математические модели непосредственно используются для определения переходных процессов в системах регулирования. Для решения некоторых других задач ( проверки устойчивости, выделения областей устойчивости, заданной степени затухания колебаний и др.) с успехом применяются также линеаризованные модели, полученные из исходных нелинейных моделей заменой их реальных характеристик приближенными линейными. Применяют различные методы линеаризации.