فهرست مطالب
 
 
عنوان مطالب
شماره صفحه
 
(5-4 پایدار سازی فعال سرج با تزریق هوا
67
 
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 پیشنهادات
97
 
نتیجه گیری
99
 
پیشنهادات
99
 
پیوست ها
100
 
 

 
فهرست مطالب
عنوان مطالب
شماره صفحه
منابع و ماخذ
108
فهرست منابع لاتین
108
سایت های اطلاع رسانی
109
چکیده انگلیسی
110
 
فهرست جدول ها
 

عنوان
شماره صفحه
1-3
: مدلهای موجود جهت سیستمهای فشرده سازی با اعمال تغییرات لازم
34
2-4
:  پارامترها در مدلGreitzer
64
 
فهرست شکلها
عنوان                                                                                                            شماره صفحه
 

1-2
:  شماتیک یک کمپرسور سانتریفیوژ و یک کمپرسور محوری
8
2-2
:  نمودار مشخصه یک کمپرسور
9
3-2
:  سلولهایRotating Stall
10
4-2
Rotating Stall : در مشخصه کمپرسور
11
5-2
:  مشخصه کمپرسور در سیکل سرج عمیق
12
: 6-2  شروع پدیده سرج در یک کمپرسور با اندازه گیری فشار خروجی آن
12
1-3
:  مدل سیستم فشرده سازی
17
2-3
:  مشخصه کمپرسور مدل MG3
19
3-3
:  سیستم کمپرسور با CCV
20
: 4-3  مشخصه های کمپرسور و تراتل ولو
22
: 5-3  نقشه مربوط به سیستم فشرده سازی
25
: 1-4 اثر تغییر بار کمپرسور
37
: 2-4  تفاوت بین اجتناب از سرج و کنترل فعال سرج
38
: 3-4  ساختار اتصال فیدبک منفی سیستم اکیدا پسیو توسط یک سیستم پسیو
51
: 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(اغتشاشات
52
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 2
57
: 8-4  سیستم حلقه بسته∑Σ1ς 2  بااغتشاشات
58
: 9-4  مقایسه بین نتایج شبیه سازی با کنترلـر طراحـی شـده از روش Backstepping
58
(خط چین) و روش پسیویتی(خطوط پررنگ)
 
: 10-4 

شماتیک توربین گازی
63
: 11-4  مدل سیستم فشرده سازی
63
 
فهرست شکلها
 
عنوان                                                                                                            شماره صفحه
 

: 12-4 بلاک دیاگرام مربوط به مدل خطی شده سیستم فشرده سازی
65
: 13-4  نتایج شبیه سازی برای سیستم غیرخطی فشرده سازی
66
: 14-4 نتایج پیاده سازی عملی سیستم
66
: 15-4  دیاگرام سیستم
67
: 16-4 دیاگرام سیستم
69
: 17-4  بلوک دیاگرام سیستم کنترل برای برآورده شدن محدودیت های طراحی
72
: 18-4  توابع وزنی و توابع تبدیل
73
: 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 = 0.1
80
: 21-4 فلوهای جرمی اندازه گیری شده در 8 ناحیه اطراف محـیط کمپزسـور و سـیگنال
80
کنترل اعمالی
 
: 22-44  مشخصه کمپرسور با در نظر گرفتن اثر تخلیه و کنتورهای راندمان
81
: 23-4  مشخصه کمپرسور با در نظر گرفتن اثر کنترل فعال
82
: 24-4  محدودیت ناحیه کاری در طول مدت دور گرفتن کمپرسور
82
: 25-4  پاسخ گذرا باسیکل سرج کلاسیک
84
: 26-4  فلوی جرمی کمپرسور
87
: 27-4 میزان افزایش فشار در کمپرسور
87
RS : 28-4
87
: 29-4  نتایج شبیه سازی ناشی از اعمال فیدبک خروجی به سیستم
92
: 30-4  مشخصه های کمپرسور و تراتل ولو
93
: 31-4  کاربرد کنترلر:شکل سمت راست:نتایج تجربی، شکل سمت چپ:نتایج شبیه سازی
95
 
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