عنوان
تحليل عملكرد و بهبود الگوريتم كنترل موتور توربوفن در شرايط پرواز
نويسنده اصلي
سيد مرتضي حسيني
مقطع تحصيلي
كارشناسي ارشد
چكيده
موتور توربوفن كه يكي از انواع موتور هاي جت مي باشد چند دهه اي است كه در صنعت هوافضا مورد استفاده قرار گرفته و با توجه به خصوصيات منحصر به فرد خود همانند بازدهي بالاتر و مصرف سوخت ويژه كمتر نسبت به ديگر موتور هاي جت توانسته است جايگاه ويژه اي را در اين بخش به خصوص در زمينه حمل و نقل تجاري به خود اختصاص دهد. اما همانطور كه مي دانيم موتور توربوفن نيز همانند ديگر سيستم هاي مورد استفاده در زمينه حمل و نقل نيازمند طرحي است كه در پي آن موتور بهترين كارآيي در عين تامين عملكردي امن در شرايط پروازي مختلف را بدست آورد.
با گسترش علم مكاترونيك در دهه هاي اخير كه حاصل تركيب علوم الكترونيك، مكانيك، كنترل و كامپيوتر مي باشد، سيستم كنترل اين گونه موتور ها ارتقا داده شده و امروزه از سيستم كنترل FADEC به عنوان بخش سخت افزاري و از الگوريتم هاي كنترلي به عنوان بخش نرم افزاري سيستم كنترل اين گونه موتور ها استفاده مي شود ولي با توجه به كارآيي بالاي سيستم FADEC رقابت در اين بخش مربوط به طراحي و بهينه يابي الگوريتم هاي كنترلي خواهد بود.
در اين پروژه تحليل عملكرد و بهبود الگوريتم كنترل موتور توربوفن در شرايط پروازي مورد بررسي قرار گرفته است. در همين راستا در ابتدا مدل سازي ترموديناميكي موتور توربوفن با استفاده از روابط ديناميكي و ترموديناميكي حاكم بر سيستم در سه بخش نقطه طراحي، حالت پايا و حالت گذرا انجام شده و در ادامه و با استفاده از الگوريتم كنترلي Min-Max حالت گذراي موتور تحت كنترل درآمده است. اما به دليل استفاده از مدل سازي ها و طراحي هاي صورت گرفته در شرايط واقعي، بايد مدل ايجاد شده و همچنين كنترلر طراحي شده براي استفاده در شرايط پروازي مختلف بازطراحي شوند. به همين دليل در بخش انتهايي پايان نامه شرايط پروازي مختلف از جمله ماخ، ارتفاع و دماي محيط به عنوان ورودي مدل موتور مطرح مي شوند و كنترلر نيز تعميم پيدا خواهد كرد.
روند مدل سازي و نتايج بدست آمده نشان مي دهند كه مدل ترموديناميكي توليد شده دقيق و كارآمد است و همچنين قابليت انعطاف پذيري بالايي به منظور پذيرش تغييرات در ساختار خود دارد. با توجه به استفاده از كنترلر Min-Max و همچنين اعمال شرايط پروازي به مدل، محدوديت هاي فيزيكي و عملكردي موتور در شرايط پروازي مختلف به خوبي رعايت شده اند و از فرارفت دماي ورودي به توربين، فشار خروجي از كمپرسور فشار بالا، سرعت و شتاب محور هاي فشار بالا و فشار پايين، ايجاد پديده سرج و خاموش شدن شعله در محفظه احتراق جلوگيري به عمل آمده است.
واژه‌هاي كليدي: موتور توربوفن، مدل سازي ترموديناميكي، كنترلر Min-Max، شرايط پروازي
شماره ركورد
190008
دانشگاه
دانشگاه علم و صنعت ايران
استاد راهنما
دكتر مرتضي منتظري