طراحی کنترل پیشبین مدل چند متغیره برای موتور توربوفن و مقایسه عملکرد با کنترل‌کننده Min-Max

نویسندگان

1 دانشکده مهندسی مکانیک دانشگاه علم و صنعت ایران

2 دانشکده مهندسی مکانیک دانشگاه علم و صنعت ایران

3 دانشکده مهندسی مکانیک دانشگاه علم و صنعت ایران

doi
چکیده

کنترل‌کننده موتور توربوفن وظیفه تأمین رانش مورد درخواست خلبان را در حین حفظ قیود متنوع حاکم بر محدودیت‌های ساختاری و عملکردی بر عهده دارد. لذا، راهبرد‌هایی که جهت کنترل موتور هواپیما به‌کار ‌گرفته می­شوند، می­بایست امکان لحاظ قیود سامانه را در ساختار خود داشته باشند. در این تحقیق، یک کنترل‌کننده پیش‌بین مدل چند متغیره بر اساس مدل فضای حالت خطی برای یک موتور توربوفن طراحی می‌شود. این کنترل‌کننده توانایی لحاظ قیود متنوع ورودی و خروجی را در حین تأمین دستور رانش دارد. به دلیل عدم تطبیق بین مدل خطی‌سازی­شده برای کنترل‌کننده و مدل غیرخطی موتور در ساختار کنترلی ارائه‌شده از روش اصلاح بازخورد جهت بهبود عملکرد کنترل‌کننده MPC استفاده می‌شود. در این روش، علاوه بر سوخت به‌عنوان ورودی کنترلی اصلی، نشتی نیز به‌عنوان یک ورودی کنترلی کمکی جهت کاهش احتمال وقوع سرج کمپرسور به‌صورت حلقه بسته مدنظر قرار می­گیرد. در شبیه­سازی با استفاده از مدل غیرخطی ترمودینامیکی، عملکرد کنترل‌کننده طراحی‌شده با روش چند حلقه‌ای Min-Max که به‌طور معمول جهت کنترل موتورهای هوایی به­کار گرفته می­شود، مقایسه می‌شود. نتایج شبیه­سازی عملکرد مؤثر کنترل‌کننده پیشنهادی را نشان می­دهد.