عنوان کامل پروژه:

پروژه تست سخت‌افزار در حلقه کنترل‌کننده توربین گاز دو محوره با استفاده از نرم افزار MATLAB 

در این کد طراحی کنترل کننده سوخت موتور توربین گاز دو محوره با استفاده از روش Min-Max صورت پذیرفت. جهت طراحی کنترل‌کننده یک مدل مناسب از توربین گاز مورد نیاز است. مدل‌سازی توربین گاز با استفاده از مدل بلوکی وینر انجام شده است. در این روش، زیرسیستم‌های دینامیکی خطی و غیر متغیر با زمان (LTI) با یک بلوک مدلسازی می‌شوند و به زیرسیستم غیرخطی استاتیکی، در بلوک دیگر متصل می‌شوند. براي مدلسازي توربین، مدل بلوکی يکي از روشهاي جدید و در عين حال داراي سرعت و دقت مناسب می‌باشد. در این روش، ابتدا از يک تابع تبديل وابسته به زمان به عنوان بخش ديناميکي مدل استفاده می‌شود. اين تابع تبديل تاخير پارامترهاي مختلف عملکردي موتور نسبت به سوخت ورودي را مدلسازي می‌کند. جهت شبيه‌سازي بخش استاتيکي غيرخطي مدل بلوکی، منحني‌هاي پارامترهای مهم در طراحی توربین بر حسب دبي سوخت، از نتايج تست عملي حلقه باز موتور استخراج می‌شوند. سپس این نتایج در بلوک به صورت جدول جستجو وارد می‌گردند. در این کد صحت عملکرد کنترل‌کننده با مقایسه نتایج بدست آمده از تست سخت‌افزار در حلقه بررسی می‌شود. طراحی و اصلاح رفتار کنترل‌کننده و توربین جهت تضمین عملکرد مناسب و ایمن موتور توربین از اهداف اصلی این طراحی است.  

توضیحات بیشتر

توربین گاز،یک ماشین دوار است که بر اساس انرژی گازهای ناشی از احتراق کار می‌کند.  بهترین عملکرد این ماشین در نقطه طراحی آن است. کنترل کننده سوخت توربین گاز علاوه بر تضمین سلامت موتور باید عملکرد توربین را در نزدیک نقطه طراحی نگه دارد.

توربین گاز یک ماشین گرانقیمت است که در لیست اقلام تحریم شده توسط کشورهای اروپایی قرار دارد. بنابراین لزوم مطالعه و ساخت نمونه وطنی آن احساس می‌شود. انجام تست‌های کنترلی بر روی این ماشین امکان‌پذیر نیست و  باید مدل دقیق نرم‌افزاری ایجاد شود که عملکرد توربین گاز را شبیه‌سازی کند.

در این پروژه یک مدل نرم‌افزاری دقیق و پرسرعت از توربین گاز و کنترل‌کننده سوخت آن ارائه شده است که قابلیت شرکت در تست سخت‌افزار در حلقه را دارا می‌باشد.

توربین گاز دارای معادلاتی غیر خطی است و از روش های مدلسازی غیرخطی جهت مدل کردن آن استفاده می‌شود.

روش استفاده شده برای مدلسازی توربین گاز روش وینر می‌باشد. این روش از دو بلوک استاتیکی و دینامیکی جهت مدلسازی استفاده می‌کند.

بلوک دینامیکی جهت ایجاد تاخیر پارامترهای عملکردی نسبت به دبی سوخت و بلوک استاتیکی جهت مدلسازی قسمت غیر خطی استفاده می‌شود. داده‌های بلوک استاتیکی از تست حلقه باز توربین استخراج شده‌اند.

جهت مدلسازی کنترلر این توربین از الگوریتم کنترلی min-max استفاده شده است. این الگوریتم نیازمندی‌های کنترلی توربین را به خوبی ارضا می‌کند.

مقالات مستخرج از اين كد، یک مقاله کنفرانسی، یک مقاله ISI و یک مقاله علمی پژوهشی در دست چاپ می‌باشد. 

آنچه در این کد خواهید آموخت:

1- آشنایی با توربین گاز و ساختار آن

2- آشنایی با کنترلر توربین گاز و الزامات کارکردی آن

3- نحوه مدلسازی توربین گاز دو محوره با استفاده از روش وینر

4- نحوه مدلسازی کنترلر سوخت توربین به روش min-max

5- تحلیل نتایج حاصل از شبیه‌سازی و اصلاح مدل و کنترلر

6- نحوه استفاده از تست سخت‌افزار در حلقه جهت صحت‌سنجی نتایج

7- مقایسه نتایج حاصل از شبیه‌سازی با نتایج تست سخت‌افزار در حلقه