آقای سروش ابیانه دانشجوی دکتری جناب آقای دکتر منتظری، روز چهارشنبه 96/09/08 از رساله دکتری خود تحت عنوان "کاربرد شبیه سازی سخت افزار در حلقه جهت تست واحد کنترل الکترونیکی تورین گاز مولد قدرت" دفاع خواهد کرد. این جلسه ساعت 14 روز چهارشنبه در آمفی تاتر دانشکده مهندسی مکانیک برگزار می گردد.

چکیده:

استفاده از توربین‌های گازی (چه هوایی و چه صنعتی)، امروزه در بسیاری از صنایع، نه تنها امری اجتناب‌ناپذیر است بلکه روندی رو به رشد نیز دارد. در این میان، استفاده از توربین‌های صنعتی مولد قدرت از جایگاه ویژه‌ای در صنایع مختلف نظیر قطارها، ایستگاه‌های پمپاژ، هواناو و ... برخوردار می‌باشد. در نتیجه، طراحی مدار کنترل توربین، از لحاظ اهمیت قابل انکار نیست زیرا سیستم‌ کنترل الکترونیکی موتورهای توربین گاز وظیفه مهمی درتعیین مقدار سوخت مورد نیازبه همراه ارضاء قیود و محدودیت‌های فیزیکی موتور دارد.

یکی از چالش‌های اساسی در طراحی این سیستم، اطمینان از صحت عملکرد و پیاده سازی الگوریتم کنترل سوخت روی سخت­افزار الکترونیکی آن با انجام تست­های جامع و تکرارپذیر می­باشد. شبیه­سازی سخت­افزار در حلقه، روشی کم‌هزینه، جامع و تکرارپذیر برای انجام تست­های مختلف روی سیستم­های تعبیه‌شده می‌باشد.

در این رساله، کاربرد شبیه­سازی سخت­افزار در حلقه برای تست واحد کنترل الکترونیکی یک توربین گاز مولد قدرت ارائه گردیده است. همچنین دلایل ایجاد خطا در تست­های مذکور مورد بررسی قرار گرفتند. لازم به ذکر است، تاکنون نه تنها گزارشی مبنی بر انجام تست سخت‌افزار در حلقه برای واحد کنترل الکترونیکی توربین گاز مولد قدرت و به ویژه موتور توربوشفت دومحوره ارائه نشده است، بلکه گزارشی نیز در مورد نحوه تحلیل خطای مربوط به تست سخت‌افزار در حلقه، عوامل ایجاد خطا و چگونگی کاستن آن تا جای ممکن نیز در دست نیست. بنابراین انجام این آزمایش و شبیه‌سازی به همراه تحلیل خطای آن که هدف اصلی این رساله می‌باشد، از اهمیت بالایی برخوردار است و نوآوری اصلی این پروژه محسوب می‌گردد. در ادامه این پژوهش، از نتایج حاصل شده برای کاربرد در یک پروژه صنعتی نیز استفاده شده است.

بدین منظور ابتدا با استفاده از یک مدل دینامیکی با ساختار بلوکی وینر، الگوریتم کنترل سوخت بر اساس روش مین-مکس طراحی گردید. سپس کنترلر طراحی شده، بر روی سخت­افزار پی­سی104پیاده‌سازی شد و برای اطمینان از کارکرد آن، در تست سخت­افزار در حلقه مورد آزمایش قرار گرفت. در ادامه، عوامل بروز اختلاف بین تست­های انجام شده مورد بررسی قرار گرفت و سهم هر کدام در ایجاد خطا تعیین گردید. همچنین در پایان، واحد سوخت‌رسان موتور توربوشفت نیز به صورت مدل فیزیکی در حلقه تست قرار داده شد تا با نتایج حاصل از تست سخت­افزار در حلقه­های قبلی که در آنها واحد سوخت‌رسان به صورت نرم‌افزاری بود، مقایسه گردد.

نتایج حاصل از تست سخت‌افزار در حلقه در این رساله نشان‌دهنده موفقیت پیاده‌سازی کنترل‌کننده طراحی‌شده روی سخت‌افزار پی‌سی 104می‌باشد. همچنین از تحلیل خطای تست، این نتیجه حاصل شد که سهم عمده خطا، ناشی از عوامل سخت‌افزاری و گسسته‌سازی کنترلر می‌باشد که با تحلیل صحیح آنها، خطای مزبور می‌تواند کاسته شود.