اخبار و اعلانات

 آمار

تعداد نشریات36
تعداد شماره‌ها1,228
تعداد مقالات8,912
تعداد مشاهده مقاله7,646,768
تعداد دریافت فایل اصل مقاله4,561,449
منتظری, مرتضی, حسینی, سید مرتضی, ایمانی, امین. (1398). طراحی کنترل کنندهMIN-MAX برای مدل ترمودینامیکی موتور توربوفن دومحوره غیر مخلوط شونده. پدافند الکترونیکی و سایبری, 15(2), 17-32.
مرتضی منتظری; سید مرتضی حسینی; امین ایمانی. "طراحی کنترل کنندهMIN-MAX برای مدل ترمودینامیکی موتور توربوفن دومحوره غیر مخلوط شونده". پدافند الکترونیکی و سایبری, 15, 2, 1398, 17-32.
منتظری, مرتضی, حسینی, سید مرتضی, ایمانی, امین. (1398). 'طراحی کنترل کنندهMIN-MAX برای مدل ترمودینامیکی موتور توربوفن دومحوره غیر مخلوط شونده', پدافند الکترونیکی و سایبری, 15(2), pp. 17-32.
منتظری, مرتضی, حسینی, سید مرتضی, ایمانی, امین. طراحی کنترل کنندهMIN-MAX برای مدل ترمودینامیکی موتور توربوفن دومحوره غیر مخلوط شونده. پدافند الکترونیکی و سایبری, 1398; 15(2): 17-32.

طراحی کنترل کنندهMIN-MAX برای مدل ترمودینامیکی موتور توربوفن دومحوره غیر مخلوط شونده

مکانیک هوافضا
مقاله 2، دوره 15، شماره 2 - شماره پیاپی 56، تیر 1398، صفحه 17-32    اصل مقاله (1017.65 K)
نویسندگان
مرتضی منتظری* 1؛ سید مرتضی حسینی2؛ امین ایمانی2
1علم و صنعت ایران
2علم و صنعت
تاریخ دریافت: 22 اسفند 1395،  تاریخ بازنگری: 01 اسفند 1397،  تاریخ پذیرش: 28 شهریور 1397 
چکیده
در این مقاله طراحی کنترلر Min-Max به‌منظور کنترل مدل ترمودینامیکی موتور توربوفن دومحوره غیر مخلوط شونده در نقطه طراحی ارائه شده است. برای این منظور، در ابتدا محدودیت‌های موجود برای عملکرد مطمئن و ایمن موتور توربوفن و همچنین شرایط عملکردی بحرانی موتور مورد نظر، از کاتالوگ‌ها و منابع موجود بدست آمده‌اند و به‌عنوان محدودیت‌های کنترلر در روند طراحی در نظر گرفته شده‌اند. مدل‌سازی ترمودینامیکی موتور توربوفن به همراه طراحی کنترلر در محیط سیمولینک نرم‌افزار MATLAB انجام شده است. نتایج بدست آمده از شبیه‌سازی نشان می‌دهند که کنترلر به‌خوبی تراست مورد درخواست خلبان را تأمین کرده و قیدهای تعریف شده همچون محدودیت سرعت و شتاب محور فشار بالا، محدودیت فشار خروجی از کمپرسور فشار بالا و محدودیت دمای خروجی از محفظه احتراق را رعایت می‌کند و همچنین از وقوع پدیده‌های سرج، استال، خاموشی شعله در محفظه احتراق و ... جلوگیری می‌کند.
کلیدواژه‌ها
کنترلر Min-Max؛ مدل ترمودینامیکی موتور توربوفن؛ محدودیت عملکردی؛ پدیده سرج و استال
عنوان مقاله [English]
Min-Max Controller Design for Double Shaft Unmixed Turbofan Engine’s Thermodynamic Model
نویسندگان [English]
morteza montazeri1؛ morteza hoseini2؛ amin emani2
1elm o sanAt
2elm o sanAt
چکیده [English]
In this paper, a Min-Max controller design is presented for a doubleshaft unmixed turbofan engine’s thermodynamic model at design point. For this objective, first, the safe operation’s limitations for turbofan engine are determined from the related catalogues and references and used in controller design process. Thermodynamic Modelling and controller design are conducted in Simulink environment of MATLAB software. Simulation results show that the controller effectively provides the thrust command and the limitations of high pressure spool speed and acceleration, output pressure of high pressure compressor and output temperature of combustion chamber are satisfied and surge, stall and flameout events are prevented.
کلیدواژه‌ها [English]
Min-Max controller, thermodynamic model of turbofan engine, performance limitation, surge and stall phenomena
مراجع
  1. Coombs, L. F. E. “Control and Instrumentation in the Air and on the Road”, Physics in Technology, Vol. 16, No. 1, pp. 25, 1985.##
  2. Martin, S., Wallace, I., and Bates, D. G. “Development and Validation of a Civil Aircraft Engine Simulation Model for Advanced Controller Design”, Journal of Engineering for Gas Turbines and Power, Vol. 130, No. 5, pp. 051601, 2008.##
  3. Camporeale, S. M., Fortunato, B., and Mastrovito, M. “A Modular Code for Real Time Dynamic Simulation of Gas Turbines in Simulink”,  Journal of Engineering for Gas Turbines and Power, Vol. 128, No. 3, pp. 506-517, 2006.##
  4. Al-Hamdan, Q. Z. and Ebaid, M. S. “Modeling And Simulation of a Gas Turbine Engine for Power Generation”, Journal of Engineering for Gas Turbines and Power, Vol. 128, No. 2, pp. 302-311, 2006.##
  5. Camporeale, S. M., Fortunato, B. and Dumas, A. “Dynamic Modeling and Control of Regenerative Gas Turbines”, ASME paper 98-GT, pp. 172, 1998.##
  6. Agresti, M., Camporeale, S. M. and Fortunato, B. “An Object-Oriented Program for the Dynamic Simulation of Gas Turbines”, ASME Paper, vol. 2000-GT, pp. 42, 2000.##
  7. Camporeale, S. M., Dambrosio, L. and Fortunato, B. “One Step Ahead Adaptive Control for Gas Turbine Power Plants”; In ASME 1999 International Gas Turbine and Aeroengine Congress and Exhibition, Indiana, USA, 1999.##
  8. Kim, J. H., Song, T. W., Kim, T. S., and Ro, S. T. “Model Development and Simulation of Transient Behavior of Heavy Duty Gas Turbines”, Journal of Engineering for Gas Turbines and Power, Vol. 123, No. 3, pp. 589-594, 2001.##
  9. Azimi, A, and Ghassemi, H. “Modeling of Gas Turbine Combustion Chamber; By Using Network Method”, Aerospace Mechanics Journal, Vol. 14, No. 3, pp. 1-17, 2018(In Persian)##
  10. Visser, W. P., Kogenhop, O., and Oostveen, M. “A Generic Approach for Gas Turbine Adaptive Modeling”, Journal of Engineering for Gas Turbines and Power, Vol. 128, No. 1, pp. 13-19, 2006.##
  11. Shehata, A. S., Xiao, Q., El-Shaib, M., Sharara, A., and Alexander, D. “Comparative Analysis of Different Wave Turbine Designs Based on Conditions Relevant to Northern Coast of Egypt”, Energy, Vol.120, pp.450-467, 2017.##
  12. Kim, S., Kim, D., Son, C., Kim, K., Kim, M., and Min, S. “A Full Engine Cycle Analysis of a Turbofan Engine for Optimum Scheduling of Variable Guide Vanes”, Aerospace Science and Technology, Vol. 47, pp.21-30, 2015.##
  13. Krivosheev, I. A., Kozhinov, D. G., and Kishalov, A. E. “The Thermo-Gas-Dynamic Modeling of Afterburning Turbofan Engine for High Maneuverable Aircraft Combined with Its Automatics”, Procedia Engineering, Vol. 150, pp. 126-131, 2016.##
  14. Lombaerts, T., Looye, G., Seefried, A., Neves, M., and Bellmann, T. “Development and Concept Demonstration of a Physics Based Adaptive Flight Envelope Protection Algorithm”, IFAC-Papers on Line, Vol. 49, No. 5, pp. 248-253, 2016.##
  15. Jaw, L. C. and Mattingly, J. D. “Aircraft Engine Controls: Design, System Analysis, and Health Monitoring”, American Institute of Aeronautics and Astronautics, Reston, Virginia, United States, 2009.##
  16. Spang III, A. H. and Brown, H. “Control of Jet Engines”, Control Engineering Practice, Vol. 7, No. 9, pp.1043-1059, 1999.##
  17. Tao, X., Li, N., and Li, S. “Multiple Model Predictive Control for Large Envelope Flight of Hypersonic Vehicle Systems”, Information Sciences, Vol. 328, pp. 115-126, 2016.##
  18. Wang, X., Zhao, J., and Sun, X-M. “Overshoot-Free Acceleration of Aero-Engines: An Energy-Based Switching Control Method”, Control Engineering Practice, Vol. 47, pp. 28-36, 2016.##
  19. Wang, Z., Wang, Q., Dong, C., and Gong, L. “Closed-loop Fault Detection for Full-Envelope Flight Vehicle with Measurement Delays”, Chinese Journal of Aeronautics, Vol. 28, No. 3, pp. 832-844, 2015.##
  20. Dong, Y., Zhang, Y., and Ai, J. “Full-altitude Attitude Angles Envelope and Model Predictive Control-Based Attitude Angles Protection for Civil Aircraft”, Aerospace Science and Technology, Vol. 55, pp. 292-306, 2016.##
  21. Montazeri, M., Mikhchin, S., and Rasti, A. “Design and Optimization of Multi-objective Evolutionary Min-Max Fuel Control Algorithm for Turbofan Engine”, Modarres Mechanical Engineering, Vol.16, No.5, pp. 379-388, 2016 (In Persian)##
  22. Saravanamuttoo, H. I. H., Rogers, G. F. C., and Cohen, H. “Gas Turbine Theory”, Prentice Hall, Brooklyn, United States, 2001.##
  23. Liew, K. H. “Aerothermodynamic Cycle Analysis of A Dual-Spool, Separate-Exhaust Turbofan Engine with an Interstage Turbine Burner”, PhD Dissertation, Michigan Technological University, Department of Mechanical Engineering, 2006.##
  24. Baig, M. F., and Sayeed, N. “Model-based Reasoning for Fault Diagnosis of Twin-Spool Turbofans”, Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part G: Journal of Aerospace Engineering, Vol. 212, No. 2, pp. 109-116, 1998.##
  25. Chapman, J. W., Lavelle, T.M., May, R.D., Litt, J.S., and Guo, T-H. “Toolbox for the Modeling and Analysis of Thermodynamic Systems (T-MATS) User's Guide”; NASA/TM-2014-218402, Glenn Research Center, Cleveland, Ohio, 2014.##
  26. Chipperfield, A. and Fleming, P. “Multiobjective Gas Turbine Engine Controller Design Using Genetic Algorithms”, IEEE Transactions on Industrial Electronics, Vol. 43, No. 5, pp. 583-587, 1996.##
  27. Csank, J., May, R.D., Litt, J.S., and Guo, T-H. “Control Design for a Generic Commercial Aircraft Engine”, AIAA, Vol. 6629, pp. 25-28, 2010.##
  28. Silva, VVR., Khatib, W., and Fleming, P. J. “Performance Optimization of Gas Turbine Engine”, Engineering Applications of Artificial Intelligence, Vol. 18, No. 5, pp.575-583, 2005.##
  29. Mattingly, J. D., Boyer, KM., and Ohain, H.V. “Elements of Propulsion: Gas Turbines and Rockets”, AIAA, Reston, Virginia, United States, 2006.##
  30. Lufthansa Technical Training, ATA71−80 Engine CFM 56−5A EASA Part 66 B1, Germany, 1999.##
  31. May, R. D. and Garg, S. “Reducing Conservatism in Aircraft Engine Response Using Conditionally Active Min-Max Limit Regulators”, NASA/TM-2012-217814, Glenn Research Center, Cleveland, Ohio, 2012.##
  32. Walsh, P. P. and Fletcher,P. “Gas Turbine Performance”, Blackwell Science, Oxford, UK, 2004.##
  33. Kurzke, J. “GasTurb 10: A Program for Gas-Turbine Performance Calculations”, User’s Manual, 2004.##
  34. Mattingly, J.D., Heiser, W.H., and Pratt, D.T.“Aircraft Engine Design”, AIAA, Reston, Virginia, United States, 2002.##
  35. Csank, J., May, R.D., Litt, J.S. and Guo, T-H. “Control Design for a Generic Commercial Aircraft Engine”, AIAA, Vol. 6629, pp. 25-28, 2010.##
  36. Richter, H. “Advanced Control of Turbofan Engines”, Springer Science & Business Media, New York, United States, 2011.##
آمار
تعداد مشاهده مقاله: 664
تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 434