Adaptive control systems for marine thermal installations

Abstract

В статье рассмотрен вопрос повышения точности и качества управления приводом сетевых насосов в составе судовых тепловых установок в системе отопления судна путем применения адаптивной системы автоматического управления. При использовании классических систем управления на основе ПИД-регуляторов для управления мощностью электродвигателя по критерию обеспечения заданного давления в системе теплоснабжения в условиях резкопеременных тепловых нагрузок могут возникать ситуации разрегулирования системы вследствии возникновения дополнительного давления в тепловой установке при термическом расширении теплоносителя. Для обеспечения надежности и безаварийности работы судовых тепловых установок при резкоперменных нагрузках авторами рассматривается возможность использования для управления мощностью электропривода адаптивной системы управления. В статье рассмотрена схема управления с адаптацией коэффициентов ПИД-регулятора на базе нейронной сети (нейросетевой оптимизатор). Нейросетевой оптимизатор был применен как надстройка над ПИД-регулятором в схеме управления мощностью сетевого насоса в составе судовой тепловой установки. Рассмотрены зависимости характеристик систем управления от структуры и параметров модифицированных критериев точности и качества управления. Адаптация параметров регулирования позволяет обеспечить достижение желаемых параметров с меньшими затратами мощности при сохранении уровня надежности и исключить разрегулирование системы управления при резкопеременных тепловых нагрузках. The article discusses the issue of improving the accuracy and quality of control of the drive of network pumps as part of ship thermal installations in the ship's heating system by using an adaptive automatic control system. When using classical control systems based on PID regulators to control the power of the electric motor according to the criterion of providing a given pressure in the heat supply system under conditions of sharply varying thermal loads, situations of system maladjustment may occur due to the appearance of additional pressure in the thermal installation during thermal expansion of the coolant. To ensure the reliability and trouble-free operation of ship thermal installations under abruptly variable loads, the authors consider the possibility of using an adaptive control system to control the power of an electric drive. The article describes a control scheme with adaptation of the PID controller coefficients based on a neural network (neural network optimizer). The neural network optimizer was used as a superstructure over the PID controller in the power control circuit of a network pump as part of a ship's thermal installation. The dependences of the characteristics of control systems on the structure and parameters of the modified criteria for the accuracy and quality of control are considered. Adaptation of control parameters allows achieving the desired parameters with lower power consumption while maintaining the level of reliability and eliminating deregulation of the control system at abruptly varying thermal loads.