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 روش های مختلف ارائه شده تا کنون برای کنترل ناپایداری سرج در کمپرسورهای محوری و گریز از مرکز می پردازیم، نهایتا مقایسه روش های 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.

 

روش های 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 محرك ولو تخلیه فلوی جرمی،

خرید اینترنتی فایل کامل :

 

 مورد استفاده گردیـد کـه توانـست حدود 7 درصد در فلوی جرمی نقطه سرج بهبود ایجاد نماید. این روش بر اساس تکنیکهای جایابی قطـب با بهره گرفتن 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 روش های 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 روش های 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 چهارروش های 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 روش های 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.

:

 

امروزه تقاضا برای استفاده از عناصر دو بانده در صنعت مخابرات رو به افزایش است . سیستمهای مخابرات

 

با آنتن های دو بانده کاربرد زیادی دارند. سیرکولاتور یکی از عناصر اصلی در چنین سیستم هایی اسـت. بـا

 

استفاده از سیرکولاتور دو بانده می توان از یک تغذیه بین آنتن و سیستم مخـابراتی اسـتفاده نمـود. یکـی از

 

اجزای اصلی در ساخت سیرکولاتورهای چهار پورتی ، کوپلرهای هایبریدی و کوپلرهای شاخه ای((BLC

 

می باشند.

 

(BLC) از چهار خط انتقال به طول ربع طول موج مؤثر در فرکانس اصلی و هارمونیک هایی کار می کنـد.

 

.[1] ,[2]

 

معمولا این کوپلرها بزرگ هستند و سطح و فضای اشغال شده توسط آن ها زیاد است. در اکثـر کاربردهـای

 

امروز به خصوص در بردهای صفحه ای و میکرواستریپی ، این عیب محسوب می شود. لذا ، امـروزه روش

 

های مختلفی برای کوچک سازی و افزایش پهنای باند]٣[7- این کوپلرها ارائه شده است.

 

در مخابرات مدرن امروزی نیاز به اجزاء دو بانده بالاخص کوپلر BLC دو بانده ، می باشد تا مقدار عناصـر

 

مورد استفاده ،کاهش یابد.

 

] Hsiang٨[ از خطوط چپگرد برای دو بانده کردن کوپلر استفاده کرده است.BLC شامل خطـوط متـصل

 

شده به یک جفت المان موازی]١١[ گزارش شده است.

 

در این پروژه با بهره گرفتن از روشـهای کوچـک سـازیBLC و ترکیـب آن هـا بـا روشـهای دو بانـده سـازی

 

ابتداBLC با ابعاد کوچک در دو بانده 900Mhzو2400Mhz طراحی شده است سپس برای کاهش بیـشتر

 

سطحBLCصفحه ای ازDGS ها استفاده شده است.

 

خرید اینترنتی فایل کامل :

 

 

گزارش ارائه شده از نمونه طراحی سیرکولاتور مورد نظر شامل قسمت های زیر می باشد:

 

در فصل اول کلیاتی در مورد مراحل انجام پروژه ،هدف از انجام مراحل کار ، پیشینه تحقیقهای انجـام شـده

 

در مورد مدارمورد نظر و روش کمی کار مورد بررسی قرار گرفته است.

 

در فصل دوم ابتدا نحوه افزایش پهنای باند کوپلرها ، کوچک سازی با بهره گرفتن از مدارT و استفاده از مـدارπ

 

بــرای دو بانــده کــردن کوپلربررســی شــده اســت. ســپس بــا اســتفاده از نــرم افزارهــای تخصــصی

 

مانندSerenadeوAnsoft مدارات ذکر شده تحلیل گشته و نتایج شبیه سازی آورده شده اند.

 

در ادامه کوپلر کوچک شده با بهره گرفتن از مدارT ، با توجه به روند ارائـه شـده در دو بانـده کـردن کـوپلر بـا

 

مدارπ ، در فصل سوم دو بانده شده و روابط حاصل برای دو بانده کردن آن به دست آمده است.

 

کوپلر به دست آمده با بهره گرفتن از نـرم افـزار ADSوSerenadeوAnsoft تحلیـل و بهینـه گـشته اسـت و

 

منحنی های مربوط به آن در این فصل آورده شده اند.

 

 

کوچکتر کردن ابعاد کوپلر دو بانده استفاده شده است . نتایج شبیه سـازی کـوپلر حاصـل ، نـشان داده شـده

 

است. چگونگی استفاده از کوپلر به دست آمده در طراحی سیرکولاتور در فصل پنجم شرح داده شده اسـت

 

و در آخر در فصل ششم نتیجه گیری و پیشنهاداتی برای ادامه کار آورده شده است.

 

فصل اول:

کلیات

 

(1-1 هدف

 

کوپلرهای شاخهای با بکار بستن استابها ( مدارباز – مدار کوتاه) نیزو با Cascade شدن یک سـری شـاخه

 

برکاستن حجم و بالا رفتن پهنای باند نقش بسازیی را دارند. همچنین المانهای فشرده به ما امکـان کـوچکتر

 

کردن مدار را میدهند و با عث افزایش باند میگردند منتهی برای ساخت مدار نهایی با کـاهش سـایز کلـی و

 

افزایش پهنای باند و بکار بردن کوپلینگ مناسب در سرهای مدار و ایزوله کردن پورتها از همدیگر مـیتـوان

 

از روش مناسب بکار بردن DGS و نتیجتاً افزایش اندوکتانس خطوط و در نتیجه اهداف مطلوب دسترسـی

 

پیدا کرد.

 

در این پروژه هدف کلی رسیدن به ساختار فشرده و نیز استفاده از مدار میکرواستریپی در دو بانـد فرکانـسی

 

دلخواه و نیز افزایش هر یک از باندهای فرکانسی می باشد. و عـلاوه بـر ایـن بـا بکـار بـستن ( defected

 

ground structure) DGS بر روی زمین مدار شاهد اثرات مثبت آن برروی دستیابی باند فرکانسی مورد

 

نظر و نتیجتاً کاهش سایز مدار و خواهیم بود.

 

در این بخش ابتدا ابزارهای موجود برای تحلیل سیستمهای کنترل غیرخطی معرفی می شود و سپس به بحث درباره بعضی از نکات کلی می پردازیم که به طراحی سیستم کنترل غیر خطی مربوط می شود.مطالعه روش های تحلیل غیر خطی به چند دلیل مهم است]۱:[۱-ارزانترین راه درک مشخصات یک سیستم, تحلیل نظری است.۲-گرچه شبیه سازی در کنترل غیر خطی بسیار مهم است,اما بایستی از لحاظ نظری جهت گرفته باشد.شبیه سازی چشم بسته سیستمهای غیر خطی ممکن است نتایج گمراه کننده و محدود داشته باشد.۳-

 

طراحی کنترل کننده های غیر خطی همیشه مبتنی بر روش های تحلیل است. زیرا کسب مهارت در روش های طراحی بدون مطالعه اولیه ابزار تحلیل غیر ممکن است ونیزتحلیل, امکان ارزیابی را برای بعد از انجام, فراهم و در صورت نبود عملکرد مطلوب راه هایی برای اصلاح طراحیهای کنترل فراهم می کند.

 

خرید اینترنتی فایل کامل :

 

 

تاکنون هیچ روشی کلی برای تحلیل تمام سیستمهای کنترل غیر خطی ارائه نشده است.درکنترل خطی می توان یک سیستم را درحوزه زمان یا فرکانس تحلیل کرد ,امادر سیستمهای غیر خطی,هیچ یک از رهیافتهای استاندارد را نمی توان به کار گرفت.زیرا حل مستقیم معادلات دیفرانسیل غیر خطی در حالت کلی ممکن نیست و تبدیلهای حوزه فرکانس قابل اعمال نیستند.

۱–۲-روش های تحلیل سیستمهای کنترل غیر خطی:

 

۱–۲–۱-تحلیل صفحه فازی]۱[

 

یک روش ترسیمی در مطالعه سیستمهای کنترل غیر خطی مرتبه دوم است و ایده اصلی آن حل معادله دیفرانسیل به طور ترسیمی به جای جستجوی یک راه حل تحلیلی است.عیب اساسی این روش این است که تنها در سیستمهایی قابل به کار گیری است که بتوان آنها را به خوبی با دینامیک مرتبه دوم تقریب نمود.

۱–۲–۲-نظریه لیاپانوف

 

این نظریه شامل ۲ روش مستقیم و غیر مستقیم است.در روش مستقیم برای تحلیل پایداری یک سیستم غیر خطی ,ایده ایجاد یک تابع شبه انرﮊی اسکالر(تابع لیاپانوف)است و اینکه آیا کاهش می یابد؟توانایی این روش در عمومی بودن آن و اینکه در تمام سیستمهای کنترل قابل استفاده است(متغیر با زمان,نامتغیر با زمان,ابعاد محدود یا غیر محدود) و در عوض محدودیت این روش دراین است که پیدا کردن یک تابع لیاپانوف در یک سیستم مفروض کار مشکلی است.

:
 
در سالهای اخیر با پیشرفت سیستمهای کامپیوتری, سیستمهای هوش مصنوعی نیز متولد شده و رشد کرده است. یکی از سیستمهای هوش مصنوعی, شبکه های عصبی مصنوعی هستند. این شبکه ها به علت عواملی چون قطعیت در پاسخ, سادگی در اجرا, قابلیت انعطاف بالا و …. جایگاه ویژه ای را به خود اختصاص داده اند. با توجه به ساختار و کارکرد شبکه های عصبی مصنوعی و اهمیت تعیین پارامترهای دینامیکی اجزاء سیستمهای قدرت از جمله ژنراتورهای سنکرون, بهره گیری از شبکه های عصبی مصنوعی در این حوزه قابل طرح است. از طرف دیگی نتایج ارائه شده از بکار گیری این شبکه ها در حوزه های مشابه, کارکردهای نوید بخشی را نشان می دهد. با توجه به مراتب فوق این پروژه بر آنست تا با طراحی و اجرای طرح شناسایی پارامترهای دینامیکی ژنراتورهای سنکرون با بهره گرفتن از شیکه عصبی مصنوعی, قابلیت های این سیستم را در حوزه شناسایی بلادرنگ پارامترهای دینامیکی ژنراتورهای سنکرون نیز بیازماید.
 
فصلاول:
 
کلیات
 
سیستم های قدرت متشکلند از مجموعه ای از مراکز تولید(نیروگاه ها) که توسط شبکه های انتقال و توزیع و تجهیزات حفاظتی و کنترل آن به مراکز مصرف متصل می

خرید اینترنتی فایل کامل :

 

 گردند. وظیفه اصلی یک سیستم قـدرت تولیـد و تامین انرژی الکتریکی مورد نیاز مصرف کنندگان با حفظ شرایط سه گانه:

 
-1 ارزانی قیمت انرژی
 
-2 کیفیت بالا
 
-3 امنیت تامین انرژی میباشد. مراد از امنیت، پیوستگی و تداوم در تولید و تامین انرژی می باشد. عوامل مؤثر در امنیـت عبارتنـد از:
 
-1 سرمایه گذاری اولیه (تجهیزات سیستم ) -2 روشها و امکانات نگهداری و تعمیرات سیستم قدرت.
همانگونه که در کلیه وسایل و سیستم های غیرالکتریکی همواره دو ویژگی ارزانـی و بـالا بـودن کیفیـت-
 
امنیت با یکدیگر متعارض و متقابل می باشند در مقوله انرژی الکتریکی و سیستم هـای قـدرت نیـز بهمـان گونه خواهد بود. امنیت یک سیستم قدرت در حقیقت درجه و میدان توانایی آن سیستم در مواجهه با حـوادث
 

• اغتشاشات می باشد . امنیت کلی یک سیستم به دو زیر شاخه:

 

1. امنیت دینامیکی

 

2. امنیت استاتیکی

 

،مباحث اصلی پایان نامه با ساختاربندی زیر ارائه خواهدشد.
 
در فصل اول،کنترل پیش بین مبتنی بر مدل و مفاهیم آن مورد بررسـی قـرار مـی گیـرد.بخـشهای مختلف این کنترل کننده ها،مزایا، معایب و همچنین مفاهیم کنترل پیش بـین غیرخطـی در ایـن فـصل ارائه خواهدشد.در فصل دوم،کنترل پیش بین مبتنی بر مدلهای هوشمند(مدل عصبی،مدل فـازی و مـدل عصبی- فازی)ارائه می گردد]۷۳.[بخشهای مدلسازی سیستمهای غیرخطی توسط شـبکه هـای عـصبی و منطق فازی و مدل عصبی- فازی و نحوه کار هر یک در این فصل خواهد آمـد.در ادامـه ،روشـهای بهینـه سازی در کنترل پیش بین ارائه مـی شـود.در فـصل بعـد شـبیه سـازی حاصـل از اعمـال ایـن روشـهای کنترلی(پیش بین مبتنی بر شبکه های عصبی و پـیش بـین مبتنـی بـر مـدل عـصبی- فـازی و مقایـسه روش های بهینه سازی گرادیان کاهشی و فانکشنال) بر روی دو سیستم )MIMO۲ ورودی/۲ خروجی)،اولی شامل یک فرایند با ۳ تانک مایع،که هدف رسـیدن ارتفـاع مـایع در ایـن تانکهـا بـه مقـدار مطلـوب مـی باشد]۷۳[،ودومی شامل یک سیستم دو ورودی دو خروجی که معادلات حالت آن موجود مـی باشـد و در مرجع شماره ]۶۳[ معرفی گردیده،انجام شده است و نتایج با یکدیگر مقایـسه شـده انـد.نتیجـه گیـری و پیشنهادات برای کارهای بعدی نیز در قسمت پایانی پایان نامه ارائه خواهدشد.
 
فصل اول:
 
کلیات
 

۱–۱-هدف(کنترل پیش بین مبتنی برمدل و مفاهیم آن):

خرید اینترنتی فایل کامل :

 

 

 
 
تلاشهایی که در دهه های ۰۶۹۱و۰۷۹۱ در ارتباط با کنترل پـیش بـین صـورت گرفـت ،زمینـه مساعدی را برای ظهور کنترل کننده های پیش بین مبتنی بر مدل فـراهم آورد. در ایـن سـالها بـه طـور پراکنده روش های ابتدائی توسط شرکتهای مختلف به کار گرفته شده بودند.اما اولین ارائه یک نمونه عملـی و علمی کنترل کننده های پیش بین مبتنی بر مدل، توسط ریچالت^١ در سـال ۶۷۹۱ و بـا معرفـی روش کنترل پیش بین مبتنی بر مدل ضربه MAC ^٢در یک کنفرانس صورت گرفت که اولین پیاده سازی عملی
 
MPC هانیز به شمار می آید.بعد از آن نیزبـه سـرعت روشـهای مختلـف دیگـری در کاربردهـای مختلـف صنعتی ارائه شدند]۷.[
 
 
افزاری گوناگون که توسط شرکتهای معتبر کنترل و اتوماسیون عرضه شده است و نیز موارد متعدد تعریف پایان نامه های کارشناسی ارشد و دکتری در دانشگاه های معتبر، موید اهمیت کنترل کننـده هـای پـیش بین مبتنی بر مدل است .
 
به جهت اهمیت این کنترل کننده ها پس از بیان تاریخچـه مختـصر فـوق ،بـه معرفـی اصـول و تعاریف اولیه این کنترل کننده ها می پردازیم.سپس ضمن بررسی نمودار بلـوکی ،بخـشهای مختلـف ایـن کنترل کننده ها و مزایا و معایب آنها مورد بررسی قرار می گیرد.