آقای مصطفی نصیری دانشجوی دکترای آقای دکتر منتظری، روز چهارشنبه 2/12/91 از رساله دکترای خود تحت عنوان جبران سازی تاخیر زمانی در تست سخت افزار در حلقه سیستم کنترل سوخت موتور جت دفاع خواهند کرد. این جلسه ساعت 17 روز چهارشنبه در آمفی تاتر دانشکده مکانیک برگزار می گردد.

  چکیده:

    مجموعه سیستم کنترل سوخت موتور توربوجت از دو قسمت شامل واحد کنترل الکترونیکی ( ECU ) و واحد کنترل سوخت ( FCU ) که یک شیر الکتروهیدرومکانیکی است تشکیل شده است. این مجموعه وظیفه تنظیم دبی سوخت ورودی به موتور را به عهده دارد به طوری­ که دبی سوخت متناظر با فرمان خلبان تأمین شده و همچنین از ورود موتور به مناطق کاری خطرناک جلوگیری می­نماید. در سال­های اخیر طراحی و ساخت مجموعه سیستم کنترل سوخت موتور توربوجت در آزمایشگاه شبیه­سازی و کنترل سیستم­های دانشگاه علم و صنعت صورت پذیرفته و تست­های اولیه آن بر روی موتور انجام گرفته است. لکن از آنجا که تست این سیستم بر روی موتور واقعی به منظور بهینه­سازی آن بسیار وقت­گیر و هزینه­بر بوده و نیز از لحاظ ایمنی برای موتور و هواپیما می­تواند مشکلاتی را ایجاد نماید، روش شبیه­سازی سخت­افزار در حلقه ( HIL ) برای تست این سیستم پیشنهاد شده است.

  شبیه­سازی HIL روشی برای تست یک قسمت واقعی از سیستم در اتصال با شبیه­سازی زمان- واقعی بقیه اجزای سیستم می­باشد. اگر در شبیه­سازی HIL ، سیستم واقعی یک سیستم مکانیکی باشد آنگاه برای اتصال شبیه­سازی به قسمت واقعی نیاز به یک سیستم انتقال می­باشد. این سیستم انتقال شامل عملگرها و سنسورهایی است که در سیستم واقعی وجود ندارد. رفتار دینامیکی این عملگرها و سنسورهای اضافی موجب یک تأخیر زمانی می­گردد که می­تواند باعث پایین آمدن دقت شبیه­سازی و یا حتی ناپایداری سیستم گردد.

  در این رساله، جبران­سازی تأخیر زمانی در تست HIL سیستم کنترل سوخت ارائه شده و بستر تست آزمایشگاهی آن ایجاد شده است. در این شبیه­سازی واحدهای ECU و FCU به صورت واقعی و بقیه اجزای سیستم شامل موتور توربوجت و هواپیما مدل­سازی و شبیه­سازی زمان- واقعی شده است. تاکنون شبیه­سازی HIL غالباً برای تست واحد کنترل الکترونیکی ( ECU ) مورد استفاده قرار می­گرفته است. تست HIL واحد کنترل سوخت ( FCU ) قبلاً در منابع گزارش نشده و برای اولین بار صورت پذیرفته است.

  در شبیه­سازی HIL واحد کنترل سوخت ( FCU ) از یک سنسور فلومتر برای اندازه­گیری دبی سوخت خروجی از سیستم کنترل سوخت و پس­خوراند آن به شبیه­سازی موتور استفاده شده است. استفاده از سنسور فلومتر و لوله­کشی مربوط به آن باعث ایجاد یک تأخیر زمانی در ارسال داده مربوط به دبی سوخت به کامپیوتر شبیه­سازی شده و در نتیجه باعث ناپایداری سیستم می­گردد.

  با توجه به اینکه میزان این تأخیر زمانی در مقایسه با گام زمانی شبیه­سازی زیاد است لذا روش تخمین اسمیت ( Smith ) برای جبران­سازی آن پیشنهاد شده است. روش اسمیت در واقع یک روش بر پایه مدل برای کنترل سیستم­های با تأخیر زمانی است لکن برای اولین بار در این رساله استفاده از روش اسمیت برای جبران­سازی تأخیر زمانی در تست HIL سیستم­های هیدرومکانیکی توسعه داده شده است. علاوه بر این، با توجه به اینکه این روش نسبت به عدم قطعیت در مدل و میزان تأخیر زمانی حساس است بنابراین پایداری روش اسمیت نسبت به عدم قطعیت در تأخیر زمانی مورد بررسی قرار گرفته و محدوده پایداری آن به ازای این عدم قطعیت به دست آمده است.

  در پایان، روش جبران­سازی تأخیر زمانی در بستر تست HIL پیاده­سازی گردیده و به ازای ورودی­ پله و ورودی چندسینوسی در محدوده فرکانسی مشخص مورد ارزیابی قرار گرفته است. نتایج حاصل از تست بیانگر عملکرد مناسب روش اسمیت در جبران­سازی تأخیر زمانی در تست HIL سیستم کنترل سوخت است.