طراحی کنترلر بهینه فشار در یک تونل باد فراصوت دمشی با استفاده از الگوریتم ژنتیک

Abstract

به منظور کنترل عدد ماخ در محفظه آزمایش یک تونل‌ باد فراصوت دمشی، کنترل فشار در محفظه آرامش توسط یک یا چند شیر کنترل جریان صورت می پذیرد. در پژوهش حاضر، ابتدا با بررسی روابط دقیق ریاضی حاکم بر اجزای مختلف یک تونل باد فراصوت دمشی خاص و بهره‌گیری از اطلاعات سازندگان معتبر تجهیزات و شیرآلات کنترلی، مدل ریاضی غیر خطی سیستم در محیط نرم افزار متلب/سیمولینک برپا شده است. در گام بعد با معرفی الگوریتم کنترلی مناسب، یک کنترلر کلاسیک تناسبی- انتگرالی (PI) برای کنترل فشار محفظه آرامش به مدل تونل باد اضافه گردیده است. در مرحله بعد با استفاده از نتایج تجربی مربوط به تونل باد دانشگاه تگزاس، صحه‌گذاری مدل برپا شده صورت گرفته است. در گام نهایی به منظور بهینه‌سازی پارامترهای کنترلر PI، از یک فرآیند تکاملی مانند الگوریتم ژنتیک استفاده شده است. بهینه‌سازی کنترلر توسط الگوریتم ژنتیک، منجر به کمینه شدن مقادیر خطای حالت ماندگار، حداکثر جهش و زمان نشست پاسخ کنترلی گردید. نتایج ارائه شده به همراه کنترلر بهینه برای عدد ماخ 3 نشان از دقّت قابل ملاحظه سیستم و کنترلر آن می‌باشد.