Design of the Control System Model for gas Turbine Engines

الموضوعات

علوم تطبيقية وتكنولوجية

الملخص

Different requirements from the gas turbine engines have to be fulfilled by modern control systems, like unburden the operator of any engine specific control and limiting tasks, minimize engine fuel consumption and maximize the mechanical power, and follow the operator's commands as fast as possible with safe and reliable operation. Two control system models were developed to control the gas turbine engine's behaviors. The first one is the power controller model, which governors the net mechanical power created from the engine and makes the system reaches its steady state region as soon as possible without cares for any critical exceed points, like the temperature overshooting, transient acceleration, and uncontrolled pressure rising. The second's model has a temperature controller loop addition to the power loop designed to limit the temperature rising due to the power controller action. This controller type operates at abnormal operation conditions only. The power-temperature controller model has Multi Input- Single Output (MISO) type, where the input to the controller is the feedback power and temperature singles and the only single output is the fuel valve new setting single. The control system changes the fuel flow according to the engine demands by changing the value of the fuel valve angle. The auto selector passes one controller signals and ignores the other.Mathematical modeling of real life systems is very much needed for simulation and controller design. The linearized thermodynamic equations are based on the first engineering principles utilizing algebraic equations for the thermodynamic processes and differential equations of motion to model the dynamic nature of the system. The two controller models were simulated by Matlab\Simulink software under different types and values model's excitation. The responses of the main effective parameters of gas turbine engines and the relationship between these parameters and the fuel flow rate were presented. It has been found the results are in far agreement with the available works such as references [12, 20 and 26].

روابط وملفات

التعريف والنوع

رقم الوثيقة

0ea3ab32-723a-4d16-9045-c0dc190fc54b

رقم العقد

0

نوع الوسائط

Crawler

نوع المحتوى

الرسائل العلمية

صيغة المصدر

رسائل ماجيستير

نوع الملف

pdf text

أسماء الملفات

1001321_1.pdf

بيانات النشر

ترجمة العنوان

تصميم نظام السيطرة للمحركات التوربينية الغازية

ألقاب المؤلفين

[{"name_ar":"عادل عباس علوان","title_ar":"اشراف","title_en":"Supervision"},{"name_ar":"علاء محمد حسين","title_ar":"اشراف","title_en":"Supervision"},{"name_ar":"محمد ناجح نعمه كاظم","title_ar":"اعداد","title_en":"Preparation"}]

اللغة

English

المصدر والدورية

اسم المصدر

Design of the Control System Model for gas Turbine Engines

المحتوى والصفحات

عدد الصفحات

0

ترجمة الملخص

تنفذ أنظمة السيطرة الحديثة متطلبات محركات الغاز التوربينية المختلفة، مثل تحرير المشغل من أي عملية سيطرة على المحرك وتقليل مهامه، تقليل استهلاك الوقود وزيادة الطاقة الميكانيكية، وتتبع أوامر المشغل بالسرعة الممكنة مع المحافظة على الأداء الآمن والموثوق. تم تصميم نموذجان من أنظمة السيطرة للتحكم بتصرفات المحرك التوربيني. النموذج الأول هو نموذج نظام السيطرة على الطاقة، الذي يسيطر على الطاقة الميكانيكية الصافية المتولدة من المحرك، ويجعل النظام يصل إلى الحالة المستقرة بأسرع ما يمكن دون الأخذ في الاعتبار أي من نقاط التجاوز الحرجة، مثل تجاوز درجة الحرارة الحالة المستقرة، صعود التعجيل المفاجئ، وزيادة الضغط غير المسيطر عليه. النموذج الثاني هو نموذج السيطرة على درجة الحرارة بالإضافة إلى الطاقة، وقد صُمم للحد من الارتفاع المفاجئ لدرجات الحرارة نتيجة عمل نظام السيطرة على الطاقة. إن هذا النوع من أنظمة السيطرة يعمل في الظروف غير الطبيعية فقط. يعد نظام الطاقة – درجة الحرارة من أنظمة السيطرة التي تمتلك العديد من الإشارات الداخلة وإشارة خارجة واحدة. حيث أن الإشارات الداخلة للمسيطر هي إشارات الطاقة ودرجة الحرارة الراجعتين، والإشارة الوحيدة الخارجة هي إشارة الضبط الجديدة لصمام الوقود. يقوم نظام السيطرة بتغيير تدفق الوقود وفقاً لمتطلبات المحرك عن طريق تغيير زاوية صمام الوقود. يقوم النظام الآلي بتمرير إحدى إشارات المسيطر وإهمال الأخرى. يعد النموذج الرياضي الواقعي لنظام السيطرة أحد المتطلبات المهمة في عملية النمذجة والتصميم لأنظمة السيطرة. تعتمد معادلات الثرموداينمك الخطية على الأسس الهندسية الأولى، مستفادة من المعادلات الثرموداينمكية الجبرية ومعادلات الحركة التفاضلية لنمذجة النظام الديناميكي. تمت نمذجة نظام السيطرة بواسطة برنامج Matlab/Simulink من خلال تعريضه لإشارات مختلفة بالقيمة والشكل. وقد وضحت الاستجابات العوامل المؤثرة الرئيسية للمحرك الغازي التوربيني وعلاقة كل منها بمعدل تدفق الوقود. وكانت النتائج المستحصلة جيدة وتم مقارنتها بالبحوث المنشورة.

كلمات الباحثين

Gas turbine engine, control system, Matlab/Simulink, mechanical power, temperature, fuel valve, dynamic modeling, automatic control

إشراف وإعداد

الإشراف

عادل عباس علوان, علاء محمد حسين

الإعداد

محمد ناجح نعمه كاظم

الاقتباسات الببليوغرافية