ПІДВИЩЕННЯ ЯКОСТІ СИСТЕМ КЕРУВАННЯ ЕНЕРГЕТИЧНИМ ОБЛАДНАННЯМ ШЛЯХОМ УДОСКОНАЛЕННЯ МАТЕМАТИЧНОГО МОДЕЛЮВАННЯ

Abstract

У статті наведено принципи математичного моделювання типовою складною системою управління з розподіленими параметрами, а саме автоматизований технологічний комплекс: теплова електростанція-енергоблок-агрегат (парогенератор, турбогенератор та ін). При моделюванні системи організації управління таким комплексом використовувалось спрощене поняття узагальненого об'єкта управління, що характеризується лише невеликою кількістю загальних головних ознак – блокового компонування та однотипністю основного енергообладнання. Визначено, що компроміс між простотою та повнотою математичного опису складних систем досягається багаторівневим ієрархічним уявленням. Аналіз показав, що завдання моделювання розподілених систем може бути виконане у двох постановках: ставиться завдання відображення розподіленої системи та завдання відтворення стану системи, що моделюється, лише в окремих точках технологічного простору. Встановлені фактори, які впливають на обмеження при математичному моделюванні складних систем. Це складність методів, особливість специфіки об’єкта моделювання та потреба у великих інформаційних ресурсах. Показано, що формалізація самих законів оптимального управління у вигляді відповідних алгоритмів, що являють собою математичне рішення задачі управління, є в даний час однією з найскладніших і до кінця невирішених проблем через їх велику розмірність та відсутність універсальних математичних методів рішення. Для складних завдань раціонального управління ефективним прийомом її вирішенні є декомпозиція основного завдання, тобто розбиття на ряд простіших складових. При декомпозиції широко використовують евристичні методи, які базуються на результатах досвіду та інтуїції без повного доказу вибору запропонованих дій.

The article discusses the principles of mathematical modeling of a typical complex control system with distributed parameters, namely an automated technological complex: a thermal power station-power unit-unit (boiler, turbine generator, etc.). When modeling the control system for such a complex, a simplified concept of a generalized control object was used, characterized only by a small number of common main features - block composition and uniformity of the main power equipment. It is determined that a compromise between simplicity and completeness of mathematical description of complex systems is achieved through a multi-level hierarchical representation. Analysis has shown that the task of modeling distributed systems can be approached in two formulations: the task of reflecting the distributed system and the task of reproducing the state of the modeled system only at specific points in the technological space. Factors influencing the limitations of mathematical modeling of complex systems are identified. These include the complexity of methods, the specificity of the modeling object, and the need for large information resources. It is shown that formalizing the laws of optimal control in the form of corresponding algorithms, which represent the mathematical solution to the control problem, is currently one of the most difficult and unresolved problems due to their large dimensionality and the absence of universal mathematical solution methods. For challenging tasks of rational control, decomposition of the main task, i.e., breaking it down into a series of simpler components, is an effective approach to its solution. In decomposition, heuristic methods based on experience and intuition without complete proof of the choice of proposed actions are widely used.