В данной статье рассматривается проекционно-матричная форма описания динамики турбогене-ратора продольно-поперечного возбуждения (ППВ) как объекта регулирования. В настоящее время широкое распространение находят проекционно-матричные методы построения законов управления сложными системами. К сложным системам можно отнести электроэнергетические системы, системы управления летательными аппаратами и другие. Например, основными свойствами турбогенератора ППВ являются: нелинейность, многомерность, колебательность и динамическая связь между турбинной и синхронным генератором. Данная работа посвящена разработке проекционно-матричной модели турбогенератора ППВ-генератора, у которого на роторе расположены две взаимно-перпендикулярные обмотки возбуждения. Это позволяет получить более высокие показатели в отношении устойчивости и управляемости синхронной машины. В проекционно-матричных методах анализа и синтеза систем управления используются матричные операторы сложения, интегрирования, дифференцирования, умножения на известную функцию. Операция умножения двух процессов является нелинейной операцией. Для вычисления матричного оператора этого преобразования можно воспользоваться заменой нелинейного звена эквивалентным матричным операто-ром. В результате построенные алгоритмы анализа и синтеза будут содержать дополнительные итерационные процедуры. Поэтому автор предлагает вычислить матричный оператор умножения двух процессов заранее, а не в процессе основной процедуры дальнейшего синтеза необходимых регуляторов. Полученная форма описания турбогенератора ППВ позволяет использовать ее для синтеза алгоритмов регулирования в детерминированной, статистической, а также робастной постановках задач современными проекционно-матричными методами. Заранее рассчитанный матричный оператор умноже-ния двух процессов позволяет уменьшить количество итерационных процессов в алгоритмах синтеза регуляторов, что позволяет строить более эффективные вычислительные алгоритмы в реальном времени.
In this paper, the projection-matrix form of the description of the dynamics of a direct and quadrature axes excitation (DQE) turbo generator as a controlled unit is considered. At present, projection-matrix methods for making laws of controlling complex systems are widely used. Complex systems can include electric power systems, aircraft control systems, and others. For example, the main properties of the DQE turbo generator are nonlinearity, multidimensionality, oscillability and dynamic coupling between the turbine and synchronous generator. This paper is devoted to the development of a projection-matrix model of a DQE turbogenerator, generator in which two mutually perpendicular excitation windings are located on the rotor. This allows us to obtain higher performance in terms of stability and controllability of the synchronous machine. Matrix operators of addition, integration, differentiation, multiplication by a known function are used in projection-matrix methods of analysis and synthesis of control systems. The operation of multiplying two processes is a nonlinear operation. To calculate the matrix operator of this transformation, one can use the replacement of a nonlinear element with an equivalent matrix operator. As a result, the created analysis and synthesis algorithms will contain additional iterative procedures. Therefore, the author proposes to calculate the matrix operator of multiplication of two processes in advance, and not in the process of the main procedure of further synthesis of the necessary controllers. The received form of the description of the DQE turbo generator allows to use it for the synthesis of control algorithms in deterministic, statistical, and robust formulation of problems by modern projection-matrix methods. The pre-calculated matrix operator of multiplication of two processes makes it possible to reduce the number of iterative processes in controller synthesis algorithms, which allows building more efficient computational algorithms in real time.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.