طراحی بهینه عملگر هیدرومکانیکی سیستم کنترل موتور سوخت مایع بر اساس مدل مرجع حلقه باز

Abstract

در این مقاله، طراحی یک عملگر هیدرومکانیکی برای سیستم کنترل یک موتور سوخت مایع انجام شده است. با هدف سرعت پاسخ مناسب، ساختار عملگر به گونه‌ای طراحی شده است تا کورس حرکتی المان کنترلی کم شود. لذا، مکانیزم حرکتی المان کنترلی، دورانی در نظر گرفته شده است. در طراحی عملگر، توجه ویژه‌ای به پروفیل المان کنترلی ـ که تعیین‌گر ضریب تبدیل موتور است ـ شده است. ایده‌ی نوینی که مبنای طراحی بهینه قرار گرفته است، طراحی عملگر بر اساس نزدیک کردن مدل حلقه باز شیی کنترلی به مدل مرجع مطلوب حلقه بازی است که از پیش و با توجه به معیارهای رفتار دینامیکی مناسب، تعیین می‌شود. شیی کنترلی شامل موتور، سرووموتور و عملگر هیدرومکانیکی است. بر این اساس با در دست بودن مدل ریاضی موتور سوخت مایع و پس از طراحی ساختاریِ عملگر هیدرومکانیکی، مدل پارامتریک آن تعیین و فرآیند بهینه‌سازی روی مدل شیی کنترلی و مدل پارامتریک عملگر به روش الگوریتم تفاضلات تکاملی انجام و با اصلاح پارامترهای عملگر، پاسخ دینامیکی مدل تجمیعی به پاسخ مدل مرجع حلقه باز نزدیک شده است. نتایج بیانگر آن است که با طراحی بهینه عملگر و اصلاح پارامترهای هندسی آن و بهره‌ی جبران‌ساز، مقدار تابع هزینــه‌ی تعـیینی ـ بر مبنای خطای تعقیب سیگنال مرجع فشار محفظه احتراق موتور سوخت مایع ـ چهار برابر بهبود یافته است.