Аннотации:
При прецедентном управлении автоматизированными насосными комплексами
необходим учет характеристик динамических процессов с целью уменьшения или полного устранения различных нестационарных гидравлических процессов, в том числе кавитации. В статье рассмотрены условия возникновения в насосных комплексах локальных колебаний гидродинамического характера, способствующих возникновению или активизации указанных нежелательных процессов, с построением динамических моделей на основе метода электроаналогии и применением критериев устойчивости теории автоматического управления. Осуществлено построение математической
модели локальных динамических процессов, анализ условий устойчивости и степени колебательности, их численное моделирование. Определение данных условий предоставляет дополнительную
информацию для обоснованного выбора прецедентов при автоматизированном управлении насосным комплексом. Цель исследования: определение условий устойчивости локальных динамических процессов при прецедентном управлении автоматизированным насосным комплексом с учетом
канала байпаса на основе моделирования с использованием метода электроаналогии. Материалы
и методы. Для проведения исследования были использованы методы математического моделирования, в частности метод электроаналогии, методы теории автоматического управления с использованием аппарата передаточных функций, методы численного моделирования с применением программного комплекса SimInTech. Результаты. Осуществлено построение динамической модели насосного комплекса с учетом канала байпаса на основе метода электроаналогии. Это позволило провести анализ устойчивости и степени колебательности процесса перекачивания жидкости с использованием методов теории автоматического управления. Полученные в аналитическом виде условия,
находящиеся в зависимости от статических и динамических параметров насосного комплекса, определили границы областей на напорно-расходной характеристике с определенной степенью устойчивости и колебательности динамических процессов. Заключение. Результаты исследования позволяют определить условия, при которых в насосных комплексах на основе центробежных насосов,
оснащенных каналом байпаса, возникают локальные колебательные процессы, способствующие
возникновению или активизации нежелательных гидродинамических процессов. Данные условия
позволяют осуществлять формирование и использование базы прецедентов при управлении режимами работы насосных комплексов с учетом фактора колебательности. The precedent management of automated pumping systems requires consideration of
the characteristics of dynamic processes in order to reduce or completely eliminate various non-stationary
hydraulic processes, including cavitation. The article considers the conditions of local hydrodynamic oscillations
in pump complexes, which contribute to the emergence or activation of these undesirable processes,
with the construction of dynamic models based on the electric analogy method and the use of stability criteria
for the theory of automatic control. A mathematical model of local dynamic processes was built, stability
conditions and degree of oscillation were analyzed, and their numerical modeling was carried out.
The definition of these conditions provides additional information for the reasonable selection of precedents
in the automated control of the pump complex. Research objective: Determination of conditions for stability
of local dynamic processes in case management of the automated pump system taking into account
the bypass channel based on modeling using the electric analogy method. Materials and methods. To conduct
the study, methods of mathematical modeling were used, in particular, the method of electric analogy,
methods of the theory of automatic control using the apparatus of transfer functions, methods of numerical
modeling using the SimInTech software complex. Results. A dynamic model of the pump system was built
taking into account the bypass channel based on the electric analogy method. This allowed an analysis of
the stability and degree of vibrancy of the fluid pumping process using methods of automatic control
theory. The conditions obtained in analytical form, depending on the static and dynamic parameters of
the pump complex, determined the boundaries of the regions on the pressure-flow characteristic with
a certain degree of stability and oscillation of dynamic processes. Conclusion. The results of the study
make it possible to determine the conditions under which local oscillatory processes occur in pumping
complexes based on centrifugal pumps equipped with a bypass channel, which contribute to the emergence
or activation of undesirable hydrodynamic processes. These conditions make it possible to create
and use a base of precedents when controlling the operating modes of pump systems taking into account
the oscillation factor.
Описание:
Лютов Алексей Германович, д-р техн. наук, проф., заведующий кафедрой автоматических
систем, МИРЭА – Российский технологический университет, Москва, Россия; lutov1@mail.ru.
Новоженин Максим Борисович, канд. техн. наук, старший преподаватель кафедры автоматических систем, МИРЭА – Российский технологический университет, Москва, Россия;
novozhenin.maxim@yandex.ru.
Шевцов Илья Константинович, ассистент кафедры автоматических систем, МИРЭА – Российский технологический университет, Москва, Россия; ilyxa-s007@rambler.ru.
Alexey G. Lutov, Dr. Sci. (Eng.), Prof., Head of the Department of Automatic Systems, MIREA –
Russian Technological University, Moscow, Russia; lutov1@mail.ru.
Maxim B. Novozhenin, Сand. Sci. (Eng.), Senior Lecturer of the Department of Automatic Systems,
MIREA – Russian Technological University, Moscow, Russia; novozhenin.maxim@yandex.ru.
Ilya K. Shevtsov, Assistant of the Department of Automatic Systems, MIREA – Russian Technological
University, Moscow, Russia; ilyxa-s007@rambler.ru.