دانلود پایان نامه ارشد رشته برق:بررسی روشهای کنترل پدیده سرج در کمپرسورها

متن کامل پایان نامه مقطع کارشناسی ارشد رشته :مهندسی برق

گرایش :کنترل

عنوان : بررسی روشهای کنترل پدیده سرج در کمپرسورها

دانشگاه آزاد اسلامی

واحد تهران جنوب

دانشکده تحصیلات تکمیلی

سمینار برای دریافت درجه کارشناسی ارشد “M.Sc”

مهندسی برق – کنترل

عنوان :

بررسی روشهای کنترل پدیده سرج در کمپرسورها

استاد راهنما :

دکتر محمد رضا جاهد مطلق

بهمن1385

برای رعایت حریم خصوصی نام نگارنده پایان نامه درج نمی شود

(در فایل دانلودی نام نویسنده موجود است)

تکه هایی از متن پایان نامه به عنوان نمونه :

فهرست مطالب
عنوان مطالبشماره صفحه
چکیده1
مقدمه2
فصل اول : کلیات3
(1-1 هدف4
(2-1پیشینه تحقیق4
(3-1روش کار و تحقیق5
فصل دوم : آشنایی با کمپرسورها و پدیده سرج6
(1-2 مقدمه7
(2-2 اصول عملکرد کمپرسورها7
(3-2 توصیف عملکرد کمپرسورها8
(4-2 ناپایداری های فلو در کمپرسورها9
(5-2 رفتار دینامیکی کمپرسورها12
(6-2جلوگیری از سرج و RS13
فصل سوم : بررسی مدل ریاضی سیستم فشرده سازی15
(1-3 مقدمه16
(2-3  مقدمات لازم17
(3- 3 مدل کمپرسور در صورت قرار گرفتن ولو در خروجی آن19
(4-3 وضعیت تعادل21
(5-3 مدلی از نوع Moore-Greitzer برای کمپرسورهای با سرعت متغیر25
فصل چهارم : بررسی روشهای کنترل سرج35
(1-4 مقدمه36
(2-4 کنترل سرج با استفاده از back stepping39
(3-4 کنترل سرج بر اساس Passivity53
(4-4 پایدار سازی سرج در کمپرسورهای سانتریفیوژ با استفاده از فیدبک مثبت59

 

فهرست مطالب
عنوان مطالبشماره صفحه
(5-4 پایدار سازی فعال سرج با تزریق هوا67
74
(6-4 استفاده از روشهای کنترل غیرخطی برای کنترل یک کمپرسور محوری
81
(7-4 کنترل جدولبندی بهره با شناسایی LPV برای کنترل سرج و RS
81
(8-4 کنترل سرج و stall در موتورجت توسط فیدبک خروجی
88
(9-4کنترل تطبیقی ناپایداری سرج در کمپرسور
92
فصل پنجم : نتیجه گیری و پیشنهادات97
نتیجه گیری99
پیشنهادات99
پیوست ها100

 

فهرست مطالب
عنوان مطالبشماره صفحه
منابع و ماخذ108
فهرست منابع لاتین108
سایت های اطلاع رسانی109
چکیده انگلیسی110

 

فهرست جدول ها

 

عنوانشماره صفحه
1-3: مدلهای موجود جهت سیستمهای فشرده سازی با اعمال تغییرات لازم34
2-4:  پارامترها در مدلGreitzer64

 

فهرست شکلها

عنوان                                                                                                            شماره صفحه

 

1-2:  شماتیک یک کمپرسور سانتریفیوژ و یک کمپرسور محوری8
2-2:  نمودار مشخصه یک کمپرسور9
3-2:  سلولهایRotating Stall10
4-2Rotating Stall : در مشخصه کمپرسور11
5-2:  مشخصه کمپرسور در سیکل سرج عمیق12
: 6-2  شروع پدیده سرج در یک کمپرسور با اندازه گیری فشار خروجی آن12
1-3:  مدل سیستم فشرده سازی17
2-3:  مشخصه کمپرسور مدل MG319
3-3:  سیستم کمپرسور با CCV20
: 4-3  مشخصه های کمپرسور و تراتل ولو22
: 5-3  نقشه مربوط به سیستم فشرده سازی25
: 1-4 اثر تغییر بار کمپرسور37
: 2-4  تفاوت بین اجتناب از سرج و کنترل فعال سرج38
: 3-4  ساختار اتصال فیدبک منفی سیستم اکیدا پسیو توسط یک سیستم پسیو51
: 4-4  کمپرسور در وضعیت سرج است و درζ =200 کنترلر وارد مدار می شود.52
: 5-4  کمپرسور در وضعیت سرج است و درζ =200 کنترلر وارد مدار می شود(اغتشاشات52
هم در نظر گرفته شده اند)
: 6-4  اغتشاشاتی که منجر به سرج گردیده اند و توسط کنترل تطبیقی حذف شده اند.53
: 7-4  سیستم حلقه بسته∑ς1ς 257
: 8-4  سیستم حلقه بسته∑ς1ς 2  بااغتشاشات58
: 9-4  مقایسه بین نتایج شبیه سازی با کنترلـر طراحـی شـده از روش backstepping58
(خط چین) و روش پسیویتی(خطوط پررنگ)
: 10-4  شماتیک توربین گازی63
: 11-4  مدل سیستم فشرده سازی63

 

فهرست شکلها

 

عنوان                                                                                                            شماره صفحه

 

: 12-4 بلاک دیاگرام مربوط به مدل خطی شده سیستم فشرده سازی65
: 13-4  نتایج شبیه سازی برای سیستم غیرخطی فشرده سازی66
: 14-4 نتایج پیاده سازی عملی سیستم66
: 15-4  دیاگرام سیستم67
: 16-4 دیاگرام سیستم69
: 17-4  بلوک دیاگرام سیستم کنترل برای برآورده شدن محدودیت های طراحی72
: 18-4  توابع وزنی و توابع تبدیل73
: 19-4 توابع وزنی و توابع تبدیل نزدیک ناحیه سرج(با کنترلر و بدون کنترلر)73
: 20-4 اثر کنترلر LQR بر روی V o برای α = 0.180
: 21-4 فلوهای جرمی اندازه گیری شده در 8 ناحیه اطراف محـیط کمپزسـور و سـیگنال80
کنترل اعمالی
: 22-44  مشخصه کمپرسور با در نظر گرفتن اثر تخلیه و کنتورهای راندمان81
: 23-4  مشخصه کمپرسور با در نظر گرفتن اثر کنترل فعال82
: 24-4  محدودیت ناحیه کاری در طول مدت دور گرفتن کمپرسور82
: 25-4  پاسخ گذرا باسیکل سرج کلاسیک84
: 26-4  فلوی جرمی کمپرسور87
: 27-4 میزان افزایش فشار در کمپرسور87
RS : 28-487
: 29-4  نتایج شبیه سازی ناشی از اعمال فیدبک خروجی به سیستم92
: 30-4  مشخصه های کمپرسور و تراتل ولو93
: 31-4  کاربرد کنترلر:شکل سمت راست:نتایج تجربی، شکل سمت چپ:نتایج شبیه سازی95

 

چکیده:

 

ناپایداری های آئرودینامیکی فلو می توانند کمپرسور را بطور جدی آسیب رسانند و ناحیه عملکرد سیستم را محدود نمایند بنابراین بایستی برای اجتناب از آنها چاره ای اندیشید.

 

ناپایداری سرج عبارتست از نوسانات یکبعدی که منجر به افـزایش فـشار و فلـوی جرمـی کمپرسـور مـی گردد.سرج ناحیه کاری سیستم را به شدت تحت تاثیر قرار داده و راندمان آن را کاهش می دهد و نهایتـا منجر به آسیب جدی کل سیستم می گردد. این پدیده در نرخ های فلوی جرمـی کـم کمپرسـور رخ مـی دهد و نتیجه آن ایجاد نوسانات با دامنه بزرگ در فشار و نرخ فلوی جرمی خروجی از کمپرسور است.

 

تاکنون کارهای زیادی برای حذف مشکل سرج انجام شده است و بیشتر این کارها بر اساس کـار گرایتـزر

(1976) و موره (1986) می باشند. زیرا این افراد اولین کسانی بودند که مدلهای دینامیکی را برای آنـالیز و طراحی سیستمهای کنترل جهت سیستمهای فـشرده سـازی و پایدارسـازی آنهـا ، پیـشنهاد نمودنـد و مدلهای ارائه شده توسط آنها بطور گسترده ای مورد استفاده و بهـره بـرداری سـایر محققـین ایـن زمینـه کاری قرار گرفته است. در این مجموعه هدف ما بررسی مدلهای مختلف و همچنین کنترلرهای بکار رفتـه جهت کنترل پدیده های ناپایداری فلو در کمپرسورها می باشد.

 

مقدمه:

 

کمپرسورها به دلیل کاربرد گسترده ای که در صنایع مختلف برای فشرده سازی و انتقال گازها دارند از اهمیت ویژه ای بر خوردارند. پدیده سرج که یک ناپایداری فلو در کمپرسورها به حساب می آید، ناحیـه عملکرد سیستم فشرده سازی را محدود می نماید و مانع از دستیابی به حـداکثر رانـدمان کمپرسـور مـی شود. لذا کنترل این پدیده از مدتها قبل در کـانون توجـه محققـان قـرار گرفتـه اسـت. تـاکنون روشـهای مختلفی جهت کنترل این ناپایداری در کمپرسورهای محوری و گریز از مرکز پیـشنهاد گردیـده اسـت. بـا توجه به کاربرد کمپرسورهای محوری در موتورهای جت و هواپیما، بیشتر کارهـا در زمینـه کنتـرل سـرج مربوط به کمپرسورهای محوری می باشد، در این مجموعه ما روشهای نوین کنترل سرج در کمپرسورهای محوری و سانتریفیوژ را که مبتنی بر کنترل فعال می باشند بررسی می نماییم.

 

فصل اول: کلیات

 

(1-1  مقدمه

 

در این مجموعه هدف ما بررسی مدلهای مختلف و همچنین کنترلرهای بکار رفته جهـت کنتـرل پدیـده های ناپایداری فلو در کمپرسورها می باشد. ناپایداری های آئرودینامیکی فلو می توانند کمپرسور را بطـور جدی آسیب رسانند و ناحیه عملکرد سیستم را محدود نمایند بنابراین بایستی برای اجتناب از آنهـا چـاره ای اندیشید.

ابتدا مدلهای استخراج شده برای سیستم های فشرده سازی محوری و گریز از مرکز را معرفی می نماییم، سپس به بررسی روشهای مختلف ارائه شده تا کنون برای کنترل ناپایداری سرج در کمپرسورهای محوری و گریز از مرکز می پردازیم، نهایتا مقایسه روشهای مختلف با یکدیگر و نتیجه گیری پایانی را می آوریـم و در انتها چند مدل تجاری کنترلرهای آنتی سرج را معرفی می نماییم.

 

(2-1  پیشینه تحقیق

مدل دینامیکی به دست آمده برای کمپرسور های محوری و سانتریفیوژ بر اسـاس مـدل دو حالتـه بـا پارامترهای lumped طبق مدل ارائه شده توسط گرایتزر می باشد [10]کـه مبنـای طراحـی کنترلرهـای آنتی سرج از گذشته تا کنون برای این کمپرسورها می باشد. در روشـهای قـدیمی کنتـرل سـرج تکنیـک مورد استفاده، اجتناب از سرج بود. در این روشها از ابزارهای مختلفـی بـرای دور نگـه داشـتن نقطـه کـار کمپرسور از ناحیه ای که در آن سرج رخ می دهد، استفاده می گردید. از نظر عملی خطـی بـه نـام خـط کنترل سرج در فاصله ای دورتر از خط سرج ترسیم می شود تا بدین وسیله یک حاشیه اجتنـاب از سـرج در منحنی مشخصه کمپرسور به دست آید. این روش ما را مطمئن می سازد که نقطه کـار سیـستم خـط سرج را قطع نمی کند و لذا پدیده سرج به وقوع نمی پیوندد. این روش ناحیه کاری کمپرسور را به ناحیـه ای که سیستم در وضعیت حلقه باز در آن ناحیه پایدار است، محدود کرده و لذا رانـدمان کـل سیـستم را محدود می کند.

 

روشهای مبتنی بر کنترل فعـال سـرج، کـه ناپایـداریهایی را کـه منجـر بـه سـرج مـی شـوند حـذف نمایند، می توانند ناحیه عملکرد پایدار سیستم را به آنسوی خط سرج سیـستم گـسترش دهنـد و ناحیـه کاری پایدار سیستم را وسیعتر نمایند. براساس مدل خطی شـده سیـستم، اپـشتاین1 ، فـوکس ویلیـام2 و

 

گرایتزر ، روش کنترل فعال جهت حذف سرج ارائه داده اند. کنترلر فیدبک مثبت استاتیک خروجی توسط فرنک ویلمز[2] 3جهت کنترل سرج با محرک ولو تخلیه فلوی جرمی، مورد استفاده گردیـد کـه توانـست حدود 7 درصد در فلوی جرمی نقطه سرج بهبود ایجاد نماید. این روش بر اساس تکنیکهای جایابی قطـب با استفاده از مدل خطی شده گرایتزر با دو متغیر حالت بود که در آن از تغییرات سرعت کمپرسور و اثرات دما، صرف نظر شده بود.

 

  • Epstein

 

  • Ffowcs William

 

  • Frank Willems

 

روش گام به عقب توسط گراودهال [1] جهت استخراج یک قانون کنترل سرج برای مـدل گرایتـزر بـا در نظر گرفتن اغتشاشات متغیر با زمان، مورد استفاده قرار گرفت.

 

مساله کنترل دوشاخگی1 در مقالات کنگ، گو، اسپارکس و بندا[6] [14] 2براساس مـدل گرایتـزر مـورد بررسی و تحلیل قرار گرفته است.

 

کنترل غیر خطی سرج در[4] برای کمپرسور محوری طراحـی گردیـده اسـت. کنتـرل فیـدبک اسـتاتیک خروجی در [7] برای کمپرسور محوری پیشنهاد گردیده است.

 

کنترل جدولبندی بهره با شناسایی LPV در [9] جهت دستیابی به ماکزیمم راندمان کمپرسـور و حـذف سرج و RS بکار رفته است.

 

در کلیه روشهای معرفی شده در بالا فرض بر این است که مدل سیستم مشخص و معلوم می باشد یعنـی مشخصه های کمپرسور و ولو موجود می باشـند. بلانچینـی و گیاناتاسـیو3 در [15] حـالتی را کـه در آن مشخصه های تراتل ولو و کمپرسور و همچنین پارامتر گرایتزر نامشخص هستند، در نظر گرفته اند. آنهـا از یک روش ساده جهت کنترل سرج اسـتفاده نمودنـد کـه در آن ورودی کنتـرل موقعیـت تراتـل ولـو و خروجی اندازه گیری فشار کل در ورودی کمپرسور می باشد. برای این سیستم یک قانون کنترل تطبیقـی مقاوم گین بالا به نام ردیاب λ طراحی شده است .

(3-1 روش تحقیق

در این مجموعه ما پس از معرفی مدل دینامیکی متداول جهت طراحی و تحلیل سیستم های فـشرده سازی به معرفی روشهای مختلف کنترل فعال پدیده سـرج در کمپرسـورهای محـوری و گریـز از مرکـز و نهایتا مقایسه این روشها با یکدیگر می پردازیم.

(1-3-1 معرفی بخشهای این مجموعه

در فصل دوم ابتدا اصول عملکرد کمپرسورهای محوری و گریز از مرکز را توضیح می دهـیم، سـپس بـه تعریف پدیده های سرج و Rotating Stall پرداخته و نحوه بوجود آمـدن آنهـا را بررسـی مـی کنـیم. در فصل سوم به بررسی مدلهای ریاضی مختلف بکار رفته در مقالات متعدد جهت مدل کـردن پدیـده هـای سرج و Rotating Stall پرداخته و آنگاه خود را آماده می کنیم تا در فصل چهارروشهای مختلف کنتـرل این پدیده های آئرودینامیکی فلو را که طی سالهای مختلف پیشنهاد و بعضاً پیاده سازی شده اند، بررسـی نماییم. نتیجه گیری کلی مربوط به روشهای معرفی شده در فصل چهاررا در فصل پنجم انجام می دهیم و نهایتا در پیوست این مجموعه برخی مدلهای تجاری کنترلرهای آنتی سرج که در صنعت بکار می روند را معرفی می نماییم.

(ممکن است هنگام انتقال از فایل اصلی به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود ولی در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل است)

تعداد صفحه : 186

قیمت : چهارده هزار تومان

بلافاصله پس از پرداخت ، لینک دانلود پایان نامه به شما نشان داده می شود

و در ضمن فایل خریداری شده به ایمیل شما ارسال می شود.

پشتیبانی سایت :        09309714541 (فقط پیامک)        serderehi@gmail.com

در صورتی که مشکلی با پرداخت آنلاین دارید می توانید مبلغ مورد نظر برای هر فایل را کارت به کارت کرده و فایل درخواستی و اطلاعات واریز را به ایمیل ما ارسال کنید تا فایل را از طریق ایمیل دریافت کنید.

--  -- --

مطالب مشابه را هم ببینید

فایل مورد نظر خودتان را پیدا نکردید ؟ نگران نباشید . این صفحه را نبندید ! سایت ما حاوی حجم عظیمی از پایان نامه های دانشگاهی است. مطالب مشابه را هم ببینید. برای یافتن فایل مورد نظر کافیست از قسمت جستجو استفاده کنید. یا از منوی بالای سایت رشته مورد نظر خود را انتخاب کنید و همه فایل های رشته خودتان را ببینید