PROJECTION-MATRIX FORM OF DESCRIPTION OF THE DYNAMICS OF A TURBOGENERATOR OF DIRECT AND QUADRATURE AXES EXCITATION AS A CONTROLLED UNIT

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.

турбогенератор продольно-поперечного возбуждения, математическая модель, матричный оператор, умножение двух процессов, direct and quadrature axes excitation turbo generator, mathematical model, matrix operator, two processes multiplication

1. Синергетические методы управления сложными системами: Энергетические системы / под ред. А.А. Колесникова. Изд. 2-е. М.: Книжный дом «ЛИБРОКОМ», 2013. 248 с.

2. Матричные методы расчета и проектирования сложных систем автоматического управления для инженеров / К.А. Пупков, Н.Д. Егупов, Ю.Л. Лукашенко, Д.В. Мельников, В.М. Рыбин, А.И. Трофимов; под ред. К.А. Пупкова и Н.Д. Егупова. М.: Издательство МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2007. 664 с.

3. Осин И.Л., Шакарян Ю.Г. Электрические машины: Синхронные машины / под. ред. И.П. Копылова. М.: Высшая школа, 1990. 304 с.

4. Проекционно-матричный подход к анализу и синтезу систем управления электроэнергетических систем / Д.В. Мель-ников, П.Ю. Корнюшин, Ч.Т. Мин, Т.А. Чжо, М. Окар // Научное обозрение. 2015. № 2. С. 88-97.

5. Синтез систем регулирования первичных двигателей синхронных генераторов / Д.В. Мельников, Ту.А. Чжо, М. Окар, Ч.Ту. Мин // Фундаментальные исследования. 2016. № 10-3. С. 509-515.

6. Алгоритм синтеза системы регулирования частоты вращения ротора энергетической турбины / Д.В. Мельников, Ю.П. Корнюшин, Чжо Ту Мин, Ту Аунг Чжо, Мин Окар // Научное обозрение. 2015. № 20. С. 138-143.

7. Мельников Д.В. Проекционно-матричный метод синтеза контура регулирования частоты вращения ротора паровой турбины // Вестник Московского государственного технического университета им. Н.Э. Баумана. Серия: Машиностроение. 2013. № 4 (93). С. 43-53.

8. Алгоритм вычисления матричного оператора умножения двух процессов управления / Д.В. Мельников, Н.Д. Егупов, Ту Аунг Чжо, Мин Окар // Вестник Тульского Государственного Университета. Серия: Системы управления. 2016. Выпуск №1. С.83-86.

9. Чжо Ту Аунг, Мельников Д.В. Алгоритм исследования нелинейных систем автоматического управления в стохастических режимах // Инженерный журнал: наука и инновации. 2014. № 4. URL: http://engjournal.ru/catalog/it/asu/1270.html.

10. Мельников Д.В., Егупов Н.Д. Синтез систем регулирования энергетических турбин в условиях параметрической неопределенности // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2011. № 5-1. С. 108-113.

11. Корнюшин Ю.П., Егупов Н.Д., Корнюшин П.Ю. Идентификация нелинейных объектов и систем управления с использованием аппарата матричных операторов // Электронное научно-техни-ческое издание. Инженерный журнал: наука и инновации. 2014. № 6 (30). С.1-14. URL: http:// engjournal.ru/ articles/ 1315/ 1315.pdf (дата обращения 02.07.2017).