JP2860724B2 - ガスタービン制御装置 - Google Patents
ガスタービン制御装置Info
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- JP2860724B2 JP2860724B2 JP29979991A JP29979991A JP2860724B2 JP 2860724 B2 JP2860724 B2 JP 2860724B2 JP 29979991 A JP29979991 A JP 29979991A JP 29979991 A JP29979991 A JP 29979991A JP 2860724 B2 JP2860724 B2 JP 2860724B2
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Description
一般に適用可能なガスタービン制御装置に関する。
化による回転数変動を小さく抑えるために、高い制御性
能が要求される。このとき、ガスタービン特性は、上記
負荷変化によって大きく変動する(図4参照)ことに加
え、外気の温度や圧力など種々の要因によっても様々に
変化する。そのため、負荷などの変化に対して常に要求
仕様を満足する制御性能を維持することは困難である。
ンの状態(回転数、吸気温度、吸気圧など)の計測値を
もとに制御パラメータを補償して、制御性能を維持させ
るという方法が一つの手段として用いられている。
うに計測値をもとにした制御パラメータ補償のような手
段では、次のような問題がある。
うためには、回転数、温度、圧力など多数の計測点を精
度良く計測することが必須であるが、現実のシステムで
は、経済性、保守性の面からこれに対応することができ
ない。
よるガスタービン特性の変化に対しては、制御系の信頼
性が不十分である。
みなされたものであって、少ない計測点で制御系を構成
できるとともに、運転状態の急変などにも高い信頼性を
得ることができるガスタービン制御装置の提供を目的と
する。
御装置は、制御系の伝達関数の特性方程式を下記式
(1)で表したとき、該式(1)の部分二次式である下
記式(2)の係数からなる下記式(3)で規定されるパ
ラメータを所定値とする伝達関数を有することを特徴と
している。
0.5とするのが好ましい。
関数の特性方程式(分母多項式)を式(1) のように表し
たとき、式(2) で表される部分二次式の減衰係数の逆数
に比例する式(3) のパラメータをαパラメータと呼ぶ。
安定させる十分条件は、Some Sufficient Conditions f
or Stability and Instability of Continuous Liner S
tationary Systems (Automat. Remote Contr., Vol.39,
1285/1291: A.V.Lipatov およびN.I.Sokolov 著)から
式(4) のように導かれる(図3参照)。
モードに対応していることから、低次のα(特にα 1 )
は、代表応答を支配する代表根に大きく影響する。α 1
を小さくすることは、代表根を実根とし、目標値追従に
対するオーバーシュートを防止することに対応する。
びガスタービン特性を示すパラメータにより表されてい
ることから、要求仕様に見合った応答特性を有するよう
にαパラメータのモデル(参照モデル)を設定すること
により、制御パラメータが決定される。
特性の変化は、前記αパラメータの変化としてとらえる
ことができ、ガスタービン特性のすべての変動範囲にわ
たって設定された参照モデルからの各αパラメータのず
れが最小となるように設計することで、ガスタービン特
性の変化に対しても制御性能の変わりにくい(ロバスト
な)制御系を設計することができる。
する。
の構成を示し、このガスタービンは具体的には、圧縮機
1、燃焼器2およびタービン3を備えてなり、その制御
系は図2に示すような構成となっている。
焼器2へ導入されるが、その予燃焼部で400°C〜4
50°Cに高められた後、触媒層4の直前で燃料制御弁
5を通って送られてくる主燃料と混合されてから、上記
触媒層4を通過する。このとき、混合ガスは、触媒層4
の活性化した触媒により触媒反応を起こしながら低温度
で燃焼する。
するためにバイパス弁6が設けられており、前記圧縮機
1を出た一部の高圧空気は、このバイパス弁6を通って
直接タービン3の入口部へいたる構造となっており、こ
の空気が前記触媒層4を通過した燃焼ガスと混合されて
タービン3へ導入される。
前記混合ガスの温度(タービン入口温度)を負荷に見合
ったある値に保てば良い。これは、燃料流量とバイパス
空気流量を加減することにより、触媒出口温度を維持し
ながら制御できる。
る伝達関数は式(5)で表される。
は以下のとおりである。
た式(3) の各αi を求めて、要求される仕様を満足する
よう参照モデル(αパラメータ)を設定する。
場合は、負荷外乱に対する応答性を重視するため、αi
をやや大きめに設定するとともに、ガスタービン特性の
変動(図4参照)を考慮し、式(4) に対して余裕を見込
んで、各αを一律に0.5と設定するのが好ましい。
性の変動するすべての範囲において、で求めた各αパ
ラメータの参照モデルからのずれが最小になるように、
式(6)の評価関数を最小とする制御パラメータを求め
る。
に対しても制御性能の変化しにくいロバストな制御装置
が設計されることとなる。
以下に述べるような種々の効果が得られる。
計測点を必要とする制御パラメータ補償のような従来の
制御装置と異なり、少ない計測点で制御系を構成でき、
構造がシンプルであるため信頼性が高い。
いて、十分なロバスト特性を有するように制御系設計が
行われていることから、運転状態の急変などにも高い信
頼性を持って対応できる。
たロバスト制御装置であるため、むやみにロバスト性の
みを高めるのではなく、適切な応答特性をも確保するこ
とができる。
ンの構成を示す模式図である。
ク図である。
存在範囲を示す線図である。
図4(a)は燃料制御弁のステップ入力による応答特性の
変化を示し、図4(b)はバイパス弁のステップ入力によ
るガスタービンの応答特性の変化を示す。
Claims (2)
- 【請求項1】 制御系の伝達関数の特性方程式を下記式
(1)で表したとき、該式(1)の部分二次式である下
記式(2)の係数からなる下記式(3)で規定されるパ
ラメータを所定値とする伝達関数を有することを特徴と
するガスタービン制御装置。 F(S) =a0 +a1 S+a2 S2 +a3 S3 +……+an S n (1) Fi (S) =ai-1 +ai S+ai+1 S2 (i=1,2,3,……,n-1)(2) ai-1 ・ai+1 αi =─────────(i=1,2,3,……,n-1 ) (3) a i 2 - 【請求項2】 前記所定値が0.5であることを特徴と
する請求項1記載のガスタービン制御装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP29979991A JP2860724B2 (ja) | 1991-10-18 | 1991-10-18 | ガスタービン制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP29979991A JP2860724B2 (ja) | 1991-10-18 | 1991-10-18 | ガスタービン制御装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH05106468A JPH05106468A (ja) | 1993-04-27 |
JP2860724B2 true JP2860724B2 (ja) | 1999-02-24 |
Family
ID=17877078
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP29979991A Expired - Lifetime JP2860724B2 (ja) | 1991-10-18 | 1991-10-18 | ガスタービン制御装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2860724B2 (ja) |
-
1991
- 1991-10-18 JP JP29979991A patent/JP2860724B2/ja not_active Expired - Lifetime
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
大島康次郎・荒木献次著、「自動制御基礎講座 サーボ機構」、昭和43年4月10日第4版発行、オーム社、p82〜87、「1・5・3 サーボ機構の安定性」の章、式(1・105b)、式(1・107)、及び例24参照。 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH05106468A (ja) | 1993-04-27 |
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Legal Events
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