15543

15543

طراحي و بهينه يابي الگوريتم ژنتيك فازي براي كنترل سوخت موتور توربوفن

كارشناسي ارشد

مكانيك

بهمن ماه 1394

بهمن ماه 1394

دكتر مرتضي منتظري

چكيده موتورهاي توربوفن از جمله موتورهاي توربين گاز هوايي هستند كه كاربرد وسيعي در هواپيماهاي تجاري و نظامي دارند. كنترل اين موتورها از جمله مهم¬ترين فناوري¬هاي پيشرفته و كليدي جهت طراحي و ساخت آن‌ها مي‌باشد. كنترلر موتور بايد به‌گونه‌اي طراحي شود كه تراست مطلوب را در زمان مناسب برآورده كرده و علاوه بر آن، جهت تأمين ايمني سيستم به دليل احتمال وقوع پديده‌هاي نامطلوب نظير افزايش بيش از حد دماي ورودي به توربين، فرارفت سرعت دوراني، خاموش شدن شعله و پديده سرج و استال، از قيود حاكم بر سيستم صيانت كند. در اين پايان¬نامه طراحي و بهينه¬يابي يك الگوريتم ژنتيك فازي براي كنترل سوخت موتور توربوفن ارائه شده است. بدين منظور ابتدا از روش مدل‌سازي وينر با ساختار بلوكي يك مدل رياضي جهت شبيه‌سازي عملكرد موتور توربوفن توسعه داده شده است. اين مدل غيرخطي سريع كه از داده‌هاي مستخرج از نرم‌افزار مدل‌سازي توربين گاز به‌دست‌آمده، براي طراحي و اجراي كنترلر مناسب است. سپس جهت كنترل سوخت موتور توربوفن براي تأمين تراست مطلوب و حفظ محدوديت‌هاي ساختاري و عملكردي موتور، الگوريتم كنترلي Min-Max طراحي شده است. در ادامه با توجه به رفتار غيرخطي موتور و براي داشتن پاسخي مناسب¬تر، از منطق فازي بهره گرفته شده است. در مرحله اول، بخش¬هايي از الگوريتم Min-Max فازي¬سازي گرديد. در مرحله¬اي ديگر يك كنترلر فازي به جاي بخشي از الگوريتم Min-Max جهت كنترل تراست طراحي شد. در هر سه سيستم كنترلي، پارامترهاي كنترلرها با استفاده از الگوريتم ژنتيك و طبق يك تابع هدف مشخص بهينه¬يابي شده¬اند. نتايج شبيه¬سازي نشان مي¬دهد كه استفاده از منطق فازي در كنترل سوخت موتور توربوفن باعث بهبود عملكرد سيستم مي¬شود. اين بهبود در سرعت تعقيب فرمان خلبان و كاهش نوسانات دبي سوخت ورودي به محفظه احتراق قابل مشاهده است.