طراحی الگوریتم عیب‌یابی یک موتور سوخت مایع بر پایة شبکة عصبی با هدف طبقه‌بندی و شناسایی محل و مقدار عیب

Abstract

هدف اصلی این مقاله، طراحی یک مدل عیب‌یاب بر مبنای الگوریتم شبکة عصبی هوشمند به‌همراه شبیه‌سازی دینامیکی موتور بر پایة تحلیل‌های ریاضی برای یک موتور سوخت مایع سیکل باز است. عیب به دو شکل بروز پدیدة کاویتاسیون در پمپ‌ها و وقوع گرفتگی در مسیرهای متفاوت موتور ‌شبیه‌سازی شده است. در این پژوهش، به‌کارگیری شبکة عصبی چندلایه "پیشخور" با ورودی‌هایی که از کمیت‌های خروجی موتور سوخت مایع معیوب به‌دست آمده، به‌عنوان راهکار شناسایی عیوب در سامانة پیشران معرفی می‌شود. به‌دلیل حجم بالای داده‌های مورد نیاز از موتور معیوب برای آموزش شبکه و هزینة بسیار زیاد انجام تست‌های گرم، به‌دست آوردن داده‌های آموزش شبکه از تست‌های واقعی غیرممکن است. بنابراین شبیه‌سازی دینامیکی موتور بر پایة معادلات ریاضی حاکم بر سیال درون موتور انجام شده است تا بتوان جایگزینی کم‌هزینه و پرسرعت برای تولید داده‌های آموزش شبکه در اختیار گرفت. البته نتایج این مدل شبیه‌ساز دینامیکی موتور با نتایج تست گرم اعتبارسنجی می‌شود. در این طرح درصد تغییر فشار خروجی زیرسامانه‌ها و دور توربین نسبت به حالت کارکرد صحیح موتور، به‌عنوان بهترین داده‌های ورودی برای تشخیص عیب در نظر گرفته شده است. ارزیابی شبکة عصبی با داده‌های تست، دقت بسیار زیاد شبکه را در تشخیص محل عیب و میزان آن مشخص می‌کند. در نهایت روش عیب‌یابی مورد نظر، به‌وسیلة داده‌های آزمایشگاهی یک موتور سوخت مایع اعتبارسنجی شده است.