ارزیابی دینامیک یک موتور سوخت مایع معین به‌کمک مدلسازی ریاضی غیرخطی و تعیین مدل فرکانسی آن به‌روش توابع توصیفی

Abstract

الگوریتم‌هایی جهت مدلسازی دینامیکی غیرخطی و یافتن مدل فرکانسی موتورهای سوخت مایع ارایه شده، ملاحظات تسهیل کننده فرآیند مدلسازی و اشکال‌زدایی، بیان گردیده است. سپس الگوریتم‌ها، برای یک موتور سوخت مایع خاص به همراه مخازن سوخت و اکسیدکننده پیاده شده است. معادلات توصیفی موتور مذکور، در قالب زیرسیستم‌هایی دسته‌بندی شده‌، سپس شبیه‌سازی در محیط سیمولینک متلب صورت گرفته است. نتایج حاصل از مدلسازی موتور، پس ازتوصیف فرآیندهای گذرای شروع به کار و فرآیندهای رژیم نامی، نمایانگر شرایط مناسب توصیف رفتاری موتور با خطای زیر %3 در رژیم پایا می‌باشد. سپس بر مبنای مدل غیرخطی حاصله، مدل یک ورودی- یک خروجی موتور در حوزه‌ی فرکانس با استفاده از روش توابع توصیفی به‌دست آمده است. جهت استخراج مدل فرکانسی موتور، نرم‌افزار پاسخ فرکانسی در محیط متلب نوشته شده است. با توجه به رژیم‌های کاری موتور، دامنه‌ی ورودی یا سیگنال تحریک و بازه‌ی فرکانسی مناسب انتخاب شده و با تحریک مدل دینامیکی غیرخطی با ورودی‌های سینوسی شامل چهار دامنه و فرکانس‌های 05/0 تا 140 رادیان بر ثانیه، مدل فرکانسی به‌دست آمده است. این امر با انتگرال‌گیری و یافتن خروجی موتور و محاسبه‌ی انتگرال‌های فوریه در زمانی که خروجی به حالت پایدار رسیده باشد و سپس محاسبه‌ی بهره‌ها و فازهای سیستم در فرکانس‌ها و دامنه‌های مختلف انجام شده است و مدل‌های تابع‌های توصیف‌کننده‌ی سیستم حاصل شده است. با ارزیابی مدل فرکانسی مشخص گردیده است می‌توان با بهره‌گیری از مدل فرکانسی، ضمن در نظر گرفتن مهم‌ترین ویژگی‌های دینامیکی موتور در بازه‌ی فرکانس‌های کنترلی، شرایط مناسب‌تر و ساده‌تر و کارآمدتری جهت تحلیل دینامیکی موتور فراهم ساخت