Reja: Nasos stansiyasini ishlash jarayonini modellashtirish va optimallashtirish

Reja:

1. 
   Nasos stansiyasini ishlash jarayonini modellashtirish va optimallashtirish.
   
2. 
   Matematik modelni adekvatligini tekshirish.
   
3. 
   Nasos stansiyasini ishlash jarayonini optimal boshqaril algoritmi.
   

1. 
   Nasos stansiyasini ishlash jarayonini modellashtirish va optimallashtirish
   

Nasos stansiyasini ishlash rejimini samarali boshqarish nasos agregatlarini miqdorini va ishlab to’rgan nasos agregatlarini tartib raqamini aniqlashdan iborat, hamda berilgan suv bilan ta'minlash jadvalini (grafigini) bajarish uchun iste’mol qilinayotgan energiya quvvatini minimal qiymatini ta'minlashdan iboratdir.

Hozirgi vaqtda ko’pgina magistral kanallarda nasos stansiyalarini kaskadlari suv bilan ta'minlash jarayoni markaziy dispetcher xizmati bilan amalga oshiriladi,Ya'ni dispetcher suvni yigi’sh va tarqatish kabi boshqarish jarayonlarini olib boradi. Dispetcher tomonidan yechim qabul qilish jarayoni amalda suvni uzatish jarayonini holatini rejalashtirilgan jadval bilan taqqoslashga va bu taqqoslash natijasidan kelib chiqqan holda o’zining shaxsiy tajribasi va intuitsiyasi asosida mumkin bo’lgan vaqt daqiqasida samarali tashkiliy ishlar uchun yechim qabul qiladi. Boshqarish strategiyasini tadbiq qilayotganida despetcher navbatchi mutaxasislardan (muxandislardan) kanal uchastkalarini gidravlik rejim parametrlarini va nasos stansiyalarini texnologek jarayonlarini holatini o’rganadi.Boshqarish strategiyasi har bir nasos stansiyasida va gedrotexnik inshoatda amalga oshiriladi.Nasos stansiyasi normal ishlatilganda despetcher nasos stansiyalaridan xar olti soatda axborot olib turadi, istemolchilar parametrlar to’g’risida har bir soatda ma'lumot oladilar. Dispetcher kaskaddagi holatga qarab,taxlil qilishga asoslangan holda suvni uzatishni boshqarish jarayoni uchun yechim qabul qiladi. Olingan natijalar asosida nasos stansiyalvrini ishga tushiradi yoki to’xtatiladi,nasos stansiyalarini unumdorligini nasos stansiyalarini kuraklarini ma'lum bir burchakga burish bilan o’zgartiradilar. Ya'ni suv uzatish jarayonini boshqarish qo’l bilan despecherlik boshqaruv asosida amalga oshiriladi.
Demak,suv uzatish jarayonini boshqarish yechim qabul qilishni yeng sodda usullariga asoslangandir. Qurilmalar texnologiyalarini va ob'yektlarini boshqarish jarayonlari qo’lda, sodda ravishda olib boriladi. Dispechter va boshqariladegan ob'yektlar orasidagi bog’lanish telefon va faks qurilmalariga asoslangan. Tushunarliki bunday boshqarish elektr energiyani suvni ko’tarish uchun ortiqcha sarflashga, suvni keraksiz sarflashga va suvni yo’qotishga, natijada, suv uzatish jadvalini bajarilmasligiga olib keladi.

Asosiy maqsad,elektr energiyasini sarflanishini minimallashtirish va nasos stansiyasini turli rejimlarini tadqiq etish bilan nasos stansiyasini suv uzatish grafigini sezilarli bo’lmagan holda xatoliklar bilan bajarishdan iborat.

Bu masalada beriladigan ma'lumotlar:

• 
  -rejalashtirilgan suvni uzatish xajmi;
  
• 
  -nasos agregatlarini miqdori;
  
• 
  -nasos stansiyasidagi xar bir nasos agregatini holati;
  
• 
  -har bir holatdagi gidrotexnik va sarflanish xarakteristikalari.
  

Talab etiladi: ishlab turuvchi nasos agregatlarini tartib raqamlari va holati.Bunda suvni talab etilgan hajmi uzatishlar minimal yo’qotishlar va minimal elektr energiya sarflanishi kerak. Faraz qilaylik, boshqarilayotgan jarayon quyidagi sohada bo’lsin:

Bu yerda j_min va j_max - nasos agregatini kuraklarini burilish burchaklarini minimal va maksimal mumkin bo’lgan qiymatlari. - nasos stansiyasi yuqori va pastki sathlarini kiritish qiymatlari.
Yukoridagi chegaralar soxasida quyidagi funksionalni minimallashtirish talab etiladi:

Bu yerda С_нс -nasos stansiyasini sarflangan umumiy elektr energiyasi;
с_i -quyidagi ko’rinishdagi chegarani qanoatlantirgan holda i-chi nasos stansiyasini sarflanish xarakteristikasi

Bu yerda Q_i- i-chi nasos agregatini sarfi;
= 0.05*Q_n -boshqarishni mumkin bo’lgan xatoligi.
Yuqorida keltirilgan nasos stansiyasini boshqarish masalasi «qiyin yechiladigan masala» sinfiga tegishli bo’lib, bunday masalalarni samarali yechish usullari mavjud emas.
Ammo, dastlabki masalani qo’yilishidan (5-7) samarali yechim usulida yechiladigan masalaga o’tish mumkin.Yuqorida masalada suvni uzatishda nisbiy xatolikni minimallashtirish muammosini yechish mumkin. Xatolikni rejali suvni uzatish hajmi bilan ( ) haqiqiy suvni uzatish hajm orasidagi farq (tafovut) ko’rinishida ifodalash mumkin:
Unda nasos stansiyasini ishlash jarayonini optimallashtirish quyidagi ko’rinishdagi chizikli bul dasturlash masalasi ko’rinishida ifodalash mumkin:

Bu masalani yechimini topish uchun umumlashgan tengsizliklar usuli samarali algoritmidan foydalanishi mumkin. Buning uchun bul dasturlash masalasini boshqacha shakliga o’tamiz:
(4)
Bu yerda matritsa q_ij ,c_ij ,x_ij (i=1,2,...,m; j=1,2,...,n_i ) quyidagi vektorlarga o’zgartirilgan
a_k, b_k, x_k (k=1,2,...,l).
Ma'lumki, (1)-(3) masalalarni yechimi (umumlashtirilgan tengsizliklar usuli bilan) avval (4) masala yechimini topamiz. Bu yechim uchun birinchi galda (3) shartni kanoatlantirilishi tekshiriladi, so’ngra shart (2) ham tekshiriladi.
Agar shart (3) buzilsa darhol (3) formuladagi o’zgaruvchini indeksi i bittaga orttirilib, keyingi nasos agregatiga o’tiladi. Bu tekshirish joriy nasos agregatini qolgan holatlari tekshirilmaydi, chunki nasos agregati faqat bitta holatda ishlatilishi mumkin.
Demak,(1)-(3) masalalarni yechimi (4) masalani ham yechimi bo’ladi. Bunda quvvat minimal qiymatga erishadi va (2) va (3) shartlar bir vaqtda bajariladi.

2.