38 
10
0ин
1
1ин
д
22
TnT
nTk
T
kk
−
=
τ
= .             (10) 
Результаты численного моделирования переходных процессов САР с 
дифференциатором с использованием формул (7)–(10) вместо (5) и (6) для 
объекта с ПФ инерционного участка ( )
( )6ин 13,25
12,1
+
=
p
pW  и опережающе-
го участка в виде ИЗ 2-го порядка ( ) ( )( )15,115,16
7,3
оп ++
=
pp
pW  показали: 
при отработке крайнего внешнего возмущения время регулирования со-
кращается в 2–3 раза, степень затухания переходных процессов увеличи-
вается с ψ от 0,78 до 1,0, максимальная величина регулирующего воздей-
ствия уменьшается на 30 %. 
 
УДК 621.51.01(075.8) 
Синтез инвариантных САР теплоэнергетических процессов 
КУЛАКОВ Г.Т., КОРЗУН М.Л. 
Белорусский национальный технический университет 
Теория инвариантности указывает пути существенного улучшения ка-
чества и повышения динамической точности САР, находящихся под влия-
нием нестационарных воздействий. Для достижения абсолютной инвари-
антности необходимо иметь регулятор с бесконечно большим коэффици-
ентом усиления, чего достичь нельзя, а можно иметь только достаточно 
большое значение коэффициента усиления, то и инвариантность достига-
ется не полная, а только частичная, т. е. с точностью до ε. Необходимым 
признаком физической реализуемости инвариантной системы является 
наличие в схеме по меньшей мере 2-х каналов передачи возмущающего 
воздействия между точкой его приложения и той точкой, относительно 
которой достигается инвариантность. 
Особенностью САР технологических параметров ТЭС является то, что 
динамические характеристики (ДХ) крайних внешних возмущений (по 
нагрузке котла, энергоблока) определяются расчетным, эксперименталь-
ным путем. ДХ инерционных участков пароперегревателей котлов при 
возмущении расходом пара могут быть аппроксимированы ПФ инерцион-
ного звена (ИЗ) 1-го порядка: 
( )
1в
в
в +
=
pT
kpW ,                 (1) 
где kв и Tв – соответственно коэффициент передачи, постоянная време-
ни ИЗ. 
  39 
Априорные сведения о возмущениях САР теплоэнергетических объек-
тов позволяют реализовать инвариантные двухконтурные САР. ПФ 
устройства компенсации крайнего внешнего возмущения при этом имеет 
следующий вид: 
( ) ( ) ( )[ ]( )pW
pWpW
pW
зд
здв
к
1−
= . 
Здесь оптимальная ПФ САР по задающему воздействию будет равна: 
( )
1зд
зд +
=
τ−
pT
epW
py
,                (2) 
где yτ  – время запаздывания по каналу регулирующего воздействия; здT  – 
заданное значение времени разгона оптимального переходного процесса. 
При расчетах звено запаздывания можно приближенно заменить ИЗ  
1-го порядка, если в одном канале со звеном последовательно включено 
ИЗ с намного большей постоянной времени или интегрирующее звено. С 
учетом этого, подставив в ПФ (1) и (2) пренебрегая второй производной, 
получим: 
( ) ( )
11 д
дд
в
здв
к +
=
+
τ+
=
pT
pTk
pT
pTk
pW y , 
т. е. реальное дифференцирующее звено, у которого при yT τ=зд ; вд TT +  – 
время дифференцирования; 
в
в
д
2
T
k
k y
τ
=  – коэффициент передачи диффе-
ренциатора. 
Предложенный метод оптимизации комбинированной инвариантной 
САР позволяет при отработке внешнего возмущения в двухконтурной си-
стеме уменьшить максимальную динамическую ошибку регулирования от 
10 до 30 %, интегральный квадратичный критерий качества регулирования 
в 1,5–2 раза.