آقای احسان محمدی دانشجوی دکترای جناب آقای دکتر منتظری، روز سه شنبه 5/8/94 از رساله دکترای خود تحت عنوان "کنترل فعال مقاوم در برابر عیب برای توربین های گازی صنعتی براساس روش عیب یابی مبتنی بر منطق فازی" دفاع خواهد کرد. این جلسه ساعت 16:30 روز سه شنبه در آمفی تاتر دانشکده مهندسی مکانیک برگزار می گردد.

 چکیده:

  توربین­های گازی به دلیل شرایط کاری دشوار همواره در معرض آسیب بوده و عملکرد آن­ها با گذشت زمان، ممکن است به دلیل فرسایش، رسوب­گرفتگی و خوردگی اجزاء و همچنین تحمل تنش­های حرارتی و مکانیکی بالا دستخوش افت شود. غالباً، سیستم­های کنترل پیاده­شده بر روی توربین­های گازی، با این دیدگاه که کارایی توربین­های گازی در تمام طول عمر کاری بدون تغییر خواهد ماند، طراحی می­شوند. بدیهی است که از سیستم کنترل طراحی­شده با چنین دیدگاهی، نمی­توان انتظار داشت که تمامی نیازهای کنترلی در شرایط مختلف سلامت موتور را برآورده سازد. همین امر، انگیزه­ی­ آغاز پژوهشی در رابطه با طراحی سیستم کنترل فعال مقاوم در برابر عیب ( AFTC ) برای مواجهه با افت­کارایی­های مسیر گاز در توربین­های گازی صنعتی شد. در این رساله، ابتدا مدلی نوآورانه موسوم به مدل وینر ارتقاء ­یافته ( EWM ) با هدف افزایش انعطاف­پذیری مدل­های با ساختار بلوکی در تخمین رفتار دینامیکی سیستم­های غیرخطی ارائه شده و با درکنار هم قرار دادن مجموعه­ای از این مدل­های EWM با آرایشی خاص، ساختاری کلی برای تخمین رفتار توربین­ گازی مورد مطالعه در شرایط مختلف سلامت پیشنهاد شده است. سپس با بهره­گیری از مدل­های بدست آمده در شرایط مختلف سلامت و با بکارگیری یک الگوریتم بهینه­یابی سراسری ترکیبی، پارامترهای سیستم کنترلبا هدف حفظ کارایی و ارضای قیود عملکردی، برای هر یک از شرایط سلامتِ شناسایی­شده بهینه­یابی گردیده و از این طریق بانکی از پارامترهای سیستم کنترل ایجاد شده است.

  در این مطالعه، با تلفیق ویژگی­های مثبت سیستم­های تشخیص و شناسایی عیب ( FDI ) مبتنی بر منطق فازی و بهینه­یابی سراسری، یک سیستم عیب­یابی ترکیبی با قابلیت خود غنی­سازی برای شناسایی پارامترهای سلامتِ کمپرسور، توربین ژنراتور و توربین قدرت پیشنهاد شده است. رویکرد پیشنهادی در طراحی سیستم FDI این امکان را فراهم آورده است که علاوه بر دقت قابل توجه، مقاومت در مقابل نویز سیستم اندازه­گیری و سرعت عمل بالا (در مواجهه با افت­کارایی­های پیش­بینی­شده)، سیستم عیب­یابی ارائه­شده از توانایی مواجهه با عیوب پیش­بینی­نشده نیز برخوردار باشد.

  در مواجهه با عیوب پیش­بینی­شده، سیستم AFTC پیشنهادی از طریق یک واحد ناظر، پارامترهای متناظر با شرایط سلامت فعلی را از بانک پارامترهای سیستم کنترل انتخاب می­نماید؛در حالی­که درمواجهه با عیوب پیش­بینی­نشده، سیستم AFTC پس از شناسایی پارامترهای سلامت، به ایجاد مدل سریع ( EWM ) برای شرایط سلامت فعلی موتور پرداخته و سپس پارامترهای کنترلر را از طریق بهینه­یابی سیستم کنترل تعیین خواهد نمود. بدین­ترتیب، با اضافه شدن مجموعه پارامترهای بهینه­یابی­شده­­ی جدید به بانک پارامترهای سیستم کنترل، بانک پارامترهای سیستم AFTC پیشنهادی به واسطه­ی مواجهه با افت کارایی­های پیش­بینی­نشده، به تدریج یک سیر تکاملی را خواهد پیمود. نتایج بدست آمده در رساله­ی حاضر، حاکی از آن است کهبا بکارگیری سیستم AFTC پیشنهادی می­توان در شرایط وقوع برخی از عوامل افت کارایی، با صدور به موقع فرمان توقف و یا ریزش بار و در برخی دیگر ازموارد حتی بدون صدور فرمان توقف و یا ریزش بار، با حفظ قیود عملکردی سیستماز ورود توربین به ناحیه کاری غیرایمن جلوگیری به عمل آورد. این در حالی­ است که بر طبق نتایج حاصله، در شرایط وقوع برخی از عیوب، بکارگیری کنترلر طراحی­شده برای شرایط فاقد عیب ممکن است به بهای از دست­رفتن حاشیه­ی سرج، فرارفت دمای گاز خروجی و همچنین کاهش بهره­وری و دسترس­پذیری توربین تمام شود.

  واژه­های کلیدی: توربین گازی دو محوره؛ کنترل فعال مقاوم در برابر عیب ( AFTC )؛ سیستم تشخیص و شناسایی عیب ( FDI )؛ افت­کارایی­های مسیر گاز؛ مدل وینر ارتقاء­یافته ( EWM )؛ منطق فازی؛ بهینه­یابی سراسری ترکیبی .