Стохастичні моделі і методи оперативного управління режимами роботи насосних станцій систем водопостачання і водовідведення в реальному часі - Автореферат

Автореферат дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук СТОХАСТИЧНІ МОДЕЛІ І МЕТОДИ ОПЕРАТИВНОГО УПРАВЛІННЯ РЕЖИМАМИ РОБОТИ НАСОСНИХ СТАНЦІЙ СИСТЕМ ВОДОПОСТАЧАННЯ І ВОДОВІДВЕДЕННЯ В РЕАЛЬНОМУ ЧАСІРобота виконана в Харківському національному університеті радіоелектроніки, Міністерства освіти науки України. Науковий керівник: доктор технічних наук, професор Тевяшев Андрій Дмитрович, Харківський національний університет радіоелектроніки, завідувач кафедри прикладної математики. Офіційні опоненти: - доктор технічних наук, професор Євдокімов Анатолій Гаврилович, Харківська державна академія міського господарства, завідувач кафедри прикладної математики; Захист відбудеться “4 ”червня 2003 р. о 1500 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 64.052.01 в Харківському національному університеті радіоелектроніки за адресою: 61166, м.Існує три основних засоби рішення цієї проблеми. перший, полягає в застосуванні більш досконалого технологічного обладнання, другий-полягає у розвитку систем автоматичного управління НС - розробці нових методів оперативного управління режимами роботи НС, які враховують специфіку процесів водопостачання і водовідведення - тобто, їх стохастичний характер. Ця робота присвячена розробці нових методів оперативного управління режимами роботи НС, які використовують стохастичний підхід до процесу управління, тобто, враховують складний неоднозначний характер процесів водопостачання і водовідведення. Розроблені в роботі методи енергозберігаючого управління НС засновані на стохастичному підході, і враховують випадковий характер, як оцінок параметрів математичних моделей обєкту управління, так і стохастичний характер основних обурюючих факторів зовнішньої середи - процесах притоку і споживання цільового продукту (ПСЦП). В відповідності з метою дослідження, задача дисертаційної роботи полягає в розробці стохастичних моделей, методів і алгоритмів енергозберігаючого управління режимом роботи насосної станції, що враховують стохастичний характер процесів водоспоживання і водовідведення. Ідея роботи полягає в тому, що НС розглядається як стохастичний обєкт, що функціонує в стохастичному середовищі, при цьому досягнення поставленої мети здійснюється за рахунок постановки і рішення наступних задач: · розробка методу енергозберігаючого управління режимами роботи технологічного обладнання НС, включаючого задачі планування режимів роботи НС і їх стабілізацію;Нехай на НС призводяться вимірювання k невідомих витрат і напорів, тоді, нехтуючи помилками вимірювань, можемо додати систему (1)-(5) k рівняннями вигляду де - зміряне значення i-ої витрати або напору; - фактичне значення i-ої витрати або напору. Задача ідентифікації математичної моделі обєкту управління розподіляється на три самостійні задачі - структурна ідентифікація, параметрична ідентифікація та ідентифікація стану: ,(9) де S - структура моделі мережі НС; - вектор параметрів моделі мережі НС за структурою S; x - вектор змінних стану - витрати через ділянки та напори в вузлах; - критерій якості - функція втрат; - область, що визначається рівняннями (1) - (5) . На етапі оцінювання стану здійснюється оцінка чисельних значень змінних стану математичних моделей: витрат Q через ділянок НС і напорів h в вузлах мережі НС, що однозначно характеризують стан НС на інтервалі ?t. В такому випадку, використовуючи метод максимуму правдоподібності, задачу оцінювання параметрів і станів математичної моделі НС можна уявити у вигляді функції максимуму правдоподібності з обмеженнями у вигляді рівностей: , (10) де - вимір значення змінної стану ; - дисперсія помилки виміру змінної стану ; - область, що визначається рівняннями вигляду (1) - (5); у випадку параметричної ідентифікації окремих елементів НС, область зводиться фактично до одного рівняння - рівнянню математичної моделі елементу; Kt - кількість режимів роботи НС; Kr - кількість зрізів вимірів змінних стану. В постановці (14) - (20) і I1 і O1 - множність входів і виходів НС обладнаних резервуарами; I2 і O2 - множність входів і виходів НС, відповідно, працюючих безпосередньо на мережу, тобто , ; залежності (14) - (15) являють собою рівняння балансу мас резервуарів в інтегральному вигляді, і їхня суть полягає в тому, щоб не припустити значного відхилення між рівнями в резервуарах на початок та кінець управління, тобто, відхилень між та ; - функція площини дзеркала j-го резервуара в залежності від рівня h; , , - вектори оцінок параметрів моделей НС; , , , , - чисельні значення імовірностей відповідних подій; U - вектор управління , якій містить як дискретні змінні, що визначають кількість і склад працюючих НА: , , так і безперервні змінні: , , ; ММНС - адекватна, на інтервалі часу Т, математична модель НС.У дисертаційній роботі приведено результати, котрі у відповідності з метою дослідження, в сукупності, є вирішенням актуальної наукової задачі енергозберігаючого управління режимами роботи насосних станцій систем водопостачання і водовідведення.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ