Развивая методику практического использования непосредственных критериев оптимальности, область допустимых отклонений регулируемой величины можно конкретизировать применительно к необходимому виду кривой переходного процесса.
На рис. 6 приведены области допустимых отклонений регулируемой величины Δу при монотонных (а), апериодических (б) и колебательных (в) переходных процессах. Построение данных областей в каждом конкретном случае не представляет затруднений при заданных значениях ошибки Δ, времени регулирования tр, перерегулировании σ, степени затухания ψ, времени запаздывания т, а также максимальной tgV1 и минимальной tg v2 допустимых скоростей изменения регулируемой величины. Например, в отдельных случаях за условия оптимальности настройки АСР температуры и давления перегретого пара котла принимают апериодичность переходного процесса при минимальном значении дисперсии. Абсолютный запас по приближению кривой переходного процесса к границе области допустимых отклонений регулируемой величины найдем по выражению
где
- граничные значения 
Построим для АСР мощности энергоблока области допустимых отклонений регулируемых величин. Для скачкообразного изменения мощности, близкой к номинальной, максимальное отклонение давления пара перед турбиной, отнесенное к 1% изменения воздействия, не должно быть больше 1,2 кгс/см2/%, расхода топлива — 0,8 кгс/см2/%. Перерегулирование по расходу топлива не более 50—70%. В режиме постоянной нагрузки энергоблока максимальные значения среднеквадратичных отклонений не должны превышать по мощности 2%, по давлению пара — 3 кгс/см2 (по данным ВТИ). Согласно рекомендациям ВНПИЭ, АСР мощности энергоблока должна эффективно отрабатывать гармонические колебания нагрузки с периодом 5—15 мин в течение 60—300 с. При этом величина перерегулирования по мощности не должна превышать 30%. В соответствии с приведенными требованиями на рис. 7 построены области допустимых отклонений мощности (а), давления пара перед турбиной (б) и расхода топлива (в). Использование критериев в таком виде облегчает удовлетворительный выбор параметров настройки систем регулирования мощности энергоблоков на вычислительных машинах (см. гл. 4).
Автором предложена интегральная оценка качества системы регулирования, которая состоит из суммы площадей от каждой составляющей переходного процесса. Параметры настройки, выбранные на основе минимума данной интегральной оценки, обеспечивают более устойчивую систему, чем параметры, выбранные на основе минимума интегральной квадратичной оценки.
Исходя из долговечности металла, за критерий оптимальности АСР температуры и давления пара перед турбиной принято минимальное значение дисперсии регулируемой величины [164]. В работе [165] показано, что для случайных процессов экономически целесообразным критерием является значение центрального момента. Значение весового коэффициента определяется по зависимости экономического параметра от регулируемой величины. По данным ВТИ, предельное значение интегрального квадратичного критерия, отнесенное к квадрату величины возмущающего воздействия, составляет (номинальная нагрузка энергоблока) при возмущении топливом для
мощности 15с, для давления пара —
, при возмущении заданием по мощности — соответственно 120 с и 100
В работе | 166] показано, что число параметров квадратичного критерия качества может быть сведено к числу, не превышающему порядок АСР, а задача выбора весовых коэффициентов для оптимальной системы п-го порядка — к нахождению их по формуле Кардано в оптимальной системе третьего порядка [1671.
В качестве примера применительно к системе регулирования давления пара перед турбиной энергоблока один из квадратичных интегральных критериев представим следующим образом [168]:
(13)
где δк— весовая константа; Δη — скорость изменения воздействия регулятора топлива.
Одним из эксплуатационных требований к АСР давления пара, исходя из условий устойчивости процесса горения, является ограничение перерегулирования по расходу топлива на котел. При этом скорость и величина отклонении давления пара перед турбиной не могут быть произвольными, так как котел оснащен защитными устройствами от превышения давления и высокая скорость снижения давления может нарушить естественную циркуляцию воды. По данным заводов-изготовителей, максимальная скорость изменения давления у котлов с естественной циркуляцией составляет порядка 2— 12 кгс/см/мин.
Минимальное значение критерия (13) обусловливает отсутствие длительных и значительных по величине отклонений давления пара, приводящих к нарушению заданного режима работы котла и в целом энергоблока, при скорости (а следовательно, и перерегулировании) подачи топлива, определяемой соответствующим выбором весовой константы δк. Покажем связь между отдельными составляющими критерия (13) и показателями эксплуатации котла.
Система регулирования давления должна обеспечивать минимально возможные потери на энергоблоке, которые складываются из потерь, связанных с колебаниями параметров пара перед турбиной, и потерь топочного процесса.
При этом улучшенную квадратичную интегральную оценку можно найти по формуле:
(Т00 — весовая постоянная времени).
Таким образом, в результате проведенных исследований определители Гурвица становятся более приемлемым средством исследования АСР.
