عنوان کامل پروژه:

پروژه شناسایی و کنترل توربین گاز صنعتی براساس دیتاهای عملکردی در حضور اغتشاش و نویز با بکارگیری فیلتر کالمن فازی با استفاده از نرم افزار MATLAB

در این مطالعه، طراحی سیستم کنترل یک واحد توربین گاز صنعتی با استفاده از شناساگر فیلتر کالمن فازی ارائه می‌شود. در این راستا در مرحله اول، مشخصات فنی توربین گاز و سیستم‌های کنترل موجود در آن براساس مستندات یک واحد نیروگاهی مورد بررسی قرار ­گرفته و داده­‌های تجربی برای فرآیند مدلسازی و کنترل واحد تهیه و ذخیره‌سازی می­‌شود.  در مرحله دوم، یک مدل دقیق و غیر خطی از سیستم توربین گاز براساس داده‌های واقعی و تجربی نیروگاهی با استفاده از الگوریتم نروفازی برای شناسایی پارامترهای خروجی اصلی از توربین ارائه شده است. در طراحی کنترل کننده، توربین گاز از دیدگاه یک سیستم واقعی همراه با نویز فرآیند بررسی می­‌شود. با تعریف عامل سوئیچ فازی، ضرایب مدل‌های خطی کنترل کننده با روش حداقل مربعات بازگشتی تعیین شده و با استفاده از فیلتر کالمن، تخمین حالت‌های سیستم هر یک از معادلات کنترل‌کننده براساس پارامتر سوئیچ مخصوص به خود تعیین می­‌شود. در نهایت با ترکیب کنترل بهینه و فیلتر کالمن فازی سیگنال‌های کنترلی ایجاد و برای کنترل دو خروجی توان و درجه حرارت، به مدل غیر خطی از توربین گاز وارد می­‌شوند. در این پروژه در دو قسمت شناسایی سیستم توربین گاز و کنترل آن برنامه نویسی در نرم‌افزار متلب صورت می‌گیرد. در قسمت شناسایی سیستم توربین گاز مراحل لازم برای شناسایی و تخمین پارامترهای خروجی اصلی از سیستم توربین گاز با استفاده از ساختار نروفازی و FCM کدنویسی شده و شبیه‌سازی نتایج انجام می­‌پذیرد. در قسمت کنترل‌کننده، طراحی ایده عامل سوئیچ بصورت فازی بصورت کد شده صورت گرفته و نحوه اعمال آن بر مدل کنترل‌کننده که یکی برای درجه حرارت اگزوز و دیگری برای توان خروجی است با استفاده از الگوریتم RLS صورت می‌گیرد. در این قسمت نویز در داده‌­ها به صورت سفید انتخاب و نتایج مدل پایه کنترل کننده  طراحی شده، در حضور نویز شبیه‌سازی می­‌گردد. با توجه به چهار زیرسیستم ایجاد شده تحت اثر عامل سوئیچ و با در نظر گرفتن کوواریانس نویز حالت ونویز اندازه­‌گیری، حالت‌های هر چهار زیر سیستم توسط KF تخمین زده شده و در نهایت با استفاده از ساختار کنترل بهینه و در نظر گرفتن هزینه‌های کنترلی، ساخت سیگنال‌های کنترلی صورت می­‌گیرد. 

آنچه در این کد خواهید آموخت:

۱- نحوه مدلسازی دینامیکی داده محور و روند ایجاد مدل Black box برای سیستم صنعتی توربین با هدف شناسایی و تخمین پارامترهای سیستم.

۲- استخراج مدلی غیر خطی مبتنی بر داده های تجربی از توربین با حداقل سادگی و دقت بالا.

۳- طراحی پارامتر سوئیچ تصمیم گیرنده واقعی برای صدور فرمانهای کنترلی و تنظیم دیماند سوخت بصورت فازی.

۴- طراحی کنترل کننده برمبنای واقعیات سیستمی توربین و استفاده از حالتهای داخلی توربین برای ساخت سیگنالهای کنترلی با در نظر گرفتن معیار بهینگی.

۵- بکارگیری سیستم کنترل طراحی شده برای توربین در محیط های غیر حفاظت شده در حضور نویز و اغتشاشات محیطی در تمام محدوده طیف فرکانسی.

۶- استخراج خروجیهای تولید شده توسط سیگنالهای کنترلی در مقایسه با پاسخهای واقعی به كمك دیتاهای سنجش شده.

نکات و الزامات:

۱- آشنايي با مفاهيم اولیه ديناميك سیستم توربین و معادلات حاکم بر آن.

۲- آشنايي با مبحث System Identification و الزامات مدلسازی سیستمهای صنعتی، بررسی انواع روشهای خطی و غیر خطی آن.

۳- آشنايي با مباحث مربوط به Neural Network & Fuzzy Logic.

۴- آشنايي با Kalman Filter & Optimal Control.

۵- آشنايي با نرم افزار Matlab.