ЕКВІВАЛЕНТНІ ФОРМИ МАТЕМАТИЧНИХ МОДЕЛЕЙ ПРОЦЕСІВ КЕРОВАНОЇ ЗМІНИ СТАНУ СИЛОВИХ І ЕНЕРГЕТИЧНИХ УСТАНОВОК

Анотація

Стан силових і енергетичних установок визначається зміною багатовимірної сукупності вихідних змінних та зовнішніх збурень, які пов’язані між собою складними співвідношеннями, що відповідають інтенсивним процесам перетворення енергії та матеріальних потоків. Не для всіх таких процесів відомі фізичні закони перетворення, і тому застосовуються теоретичні та емпіричні математичні моделі. Особливості процесів керованої зміни стану силових і енергетичних установок потребують комп’ютерної реалізації таких математичних моделей у реальному часі, оскільки важлива сукупність вихідних змінних не може бути безпосередньо виміряною, або потребує складних технічних рішень для таких вимірювань. Зокрема, для силових і енергетичних установок, що побудовані на основі газотурбінних двигунів, не може бути безпосередньо вимірювана тяга, температура газів перед турбіною, наявна потужність та інше. До вихідних змінних, отримання яких потребує складних і витратних технічних рішень належить, зокрема, крутний момент для турбовальних газотурбінних двигунів. Але такі змінні використовуються в сучасних ефективних програмах регулювання і тому потребують отримання в реальному часі, що може бути досягнуто тільки шляхом застосування відповідних математичних моделей у вигляді віртуальних вимірювальних каналів. Вимоги до таких математичних моделей, зазвичай, складаються в їх адекватності та можливості комп’ютерної реалізації. Щодо адекватності, розуміється, що похибки віртуальних вимірювальних каналів повинні бути сумірними з похибками фізично реалізованих. Щодо комп’ютерної реалізації, час отримання вихідних даних за такими каналами не повинен перевищувати run time, тобто час видачі управляючої дії на об’єкт керування. Тому дослідження, що спрямовані на побудову нових класів математичних моделей зміни стану силових і енергетичних установок та їх еквівалентних перетворень мають непересічну практичну значимість. З іншої сторони, класичні і широко застосовувані математичні моделі простору стану силових і енергетичних установок мають значні обмеження щодо їх комп’ютерної реалізації. Тому такі дослідження мають також теоретичне значення для встановлення фундаментальних властивостей систем керування, а саме, сталості, керованості та спостережуваності.