恒速离心压缩机中的模糊逻辑控制喘振
RaefS.Shehata,侯赛因?阿卜杜拉?法耶兹 F.G.Areed 加拿大圭尔夫-圭尔夫大学,埃及曼苏拉曼苏拉大学 摘要 本文根据穆尔-格雷特热(MG)的模式介绍了模糊逻辑控制喘振在恒速离 心压缩机中应用.对压缩系统装配的紧连控制阀(CCV)和节流控制阀(TCV) 进行了研究。 为每个阀门都研发设计了一个模糊控制器。 当两个阀门单独使用时, 这两个阀门共同证明了模糊逻辑是有益于防止喘振和克服每个阀门的弊端的。 根 据以上例子为两个阀门设计了一个交换开关, 用于切换压缩机系统在各种稳定操 作条件下和远超出喘振线稳定范围时的两种状况 关键词:模糊逻辑控制,离心压缩机,喘振控制,非线性系统,控制阀 1 命名法 符号 环流量系数 压力上升系数 Φ Ψ ξ 无量纲时间 ψ 压力瞬时值 φ 环流量瞬时值 μ 阀门断开 κ 阀增益系数 t
时间
c
阀门容量
下标 v e
紧密耦合阀 压缩机当量
t p
节流阀 稳压室
c r
压缩机 偏差
o tcv 节流控制阀 初始化 期望 2 简介 喘振是受一个全球性的,一维,非线性不稳定影响的压缩系统。它限制了在 低流量范围内的操作和降低了系统性能。如果无人注意,它会完全不断的如是循 环,导致系统严重的损害。现已引入几项抑制喘振和增加压缩系统稳定运行范围 的措施。这些措施可分为:即完善压缩机内部设计或可变理论技术,和设法控制 喘振的技术。 在过去的几十年里,喘振控制技术得到了广泛的研究开发。这些技术的主要 优点是它们可以用于广泛的机器和促进其他技术性能的改进和完善。此外,它们 还可以很容易被地添加到现有的机器上。 一般过去解决喘振问题的办法是避免运 用有喘振的东西。然而,这样会限制系统操作范围和降低工作效率。所以,引进 了主动控制喘振的技术作为防止喘振的方法,而不是回避喘振。 在 1989 年的文章中首次提出喘振的主动控制。其目的在于克服喘振的弊端 和通过稳定一些不稳定部分的压缩线路来避免。 首次展示主动控制喘振的适用性 实验装置也是在 1989 年。在这过去二十年中,主动控制喘振技术已经发展成为 成熟的研究领域。 通过对喘振控制器的各种设计方案的研究中得到。 应该用一个比例反馈控制 器。它的主要缺点是由于它的线性关系导致系统操作受限。鉴于这个问题是非线 性的,所以使用非线性技术似乎更有可能,从此就可以直接解决了非线性这个问 题。典型的例子是增益调度和 Lyapunov - based 控制器,结构反馈,自适应控 制,反推,分岔,的 H∞[10],滑模控制[11],模糊逻辑控制(FLC)[12]。运用
模糊逻辑控制的很多优点在于:在模糊逻辑概念中喘振保护是设计简单的非线性 控制器。因此,选择学习模糊逻辑控制是为了防喘振控制器的发展。 在稳定压缩系统使用的一些驱动器中,最常见的是节流阀和泄流阀。其他比 如:进口可调导流板[15],消音器[4],针对结构 6],回流[16],可调稳压板[3],喷 气[17],合成射流[18],顶端间隙[19],紧密耦合阀[2]。把几项研究和实验成果 放在喘振控制的不同类型的传感器和执行机构中运行演示。得出的结论是:装配 紧连控制阀系统或在喷口装配流量反馈仪器是控制喘振最有效的方法 [20]。因 此,这个任务就是利用紧连控制阀系统和流量反馈调节来控制喘振。 3 压缩机型号 如图(
  1)所示是一个装有 CCV 和 TCV 的压缩机。 它是通过调节压力低于紧连 控制阀来改变压缩机功能特性和系统动态。因此,这种压力降可当作控制动作。 这种思路是利用紧连控制阀保持阀门关闭, 只有当稳压室压力超过所需的压力时 阀门才打开。
图(
  1)装配 CCV 和一 TCV 的穆尔-格雷特热模型 根据 Moore 和 Greitzer 设计的数学模型运行,推导了出如[2]和[13]那样描述 的 CCV 和 TCV 对压缩机性能的影响。该模型描述如下:
? d Φ c (ξ ) 1 ? Ψ c (Φ c ) ? Ψ (Φ ) = ? Ψ p ( ξ ) ? (1 ) ? dξ lc ? Ψ c (Φ c ) ? d Φ c (ξ ) 1 = Φ c (ξ ) ? Φ t ( Ψ p ) ? Φ t c v ( Ψ dξ 4 B 2 lc
(
p
)) ( 2 )
B =
U 2as
Vp Ac L c
K K K K K K lc = li +
1 + le (3 ) a
根据[2]归纳如下:质量流量(m),压力差(△P),时间(t)
Φ = m A , Ψ = ? p ρ U , ξ = U R t
ρ
c
U
2
(4 )
[2]中给出的紧连控制阀,节流,节流控制阀的特点,分别如下:
Ψ Φ Φ
v

c
)
=
t
tc v
(Ψ ) = k (Ψ ) =
p p
1 Φ k 2
t
2 c
, k
p
v
=
t
c =
v
u
v
>
s
0 > 0
(5 ) (6 )
tc v
Ψ
tc v
, k
p
c tu
tc v
k
Ψ
, k
=
c
tc v
u
>
o
(7 )
其中 C 是阀门完全打开时测得的容量,U 是阀门的开度,它在(全封闭,FC) 和
  1(完全开放的,)之间变化.K 是阀门增益。 Ψc 和Φc 之间是非线性的关 系,被称为压气机特性或路径。最受推广的应该是 M-G 的立方性质[21],其定 义为:
3 ? 3 ? Φ c 1 ? Φ c ? ? ? + H ?1 + ? 1? ? ? 1 ? ? (8 ? 2 ? w 2 ? w ? ? ? ? ? ? ?
Ψ
c
(Φ c ) = ψ
c0
)

  4。控制器 为每个阀门两个开发的 Mamdani 型模糊逻辑控制器。对于紧连控制阀, 建议用两个微机(FLC
  1)控制器控制压缩机的流量偏差Φcr和其输出速度 δΦCr,调节紧连控制阀的增益△KV,如图(2)所示。标准共由 15 条组成, 分别列于表
  1。建立这些标准的主要目的是为了尽量减少流量偏差。
图(
  2)紧连控制阀的模糊控制器的结构 表 1 紧连控制阀的模糊控制器规则:
对于节流控制阀来说,模糊比例积分控制器(FLC
  2)是很先进的。它具有两个标准,稳压 室的输出压力偏差Ψpr 及其输出速度δΨpr,调节节流控制阀的增益△ktcv,如图(3) 所示。该控制器使用 4 条模糊规则,如表 2 所列,这足以应付所有可能的情况[22]。其目的 在于尽量减少稳压室的输出压力偏差.
图(
  3)节流控制阀模糊控制器的结构 表 2 节流控制阀模糊控制器的标准

  5。模拟结果 (R)公司(注册商标)生产的 MATLAB / Simulink 模拟运行环境的参数值如表 3 中所列,周期为 2 秒的时间。用六个例子对可操作条件下的压缩系统进行了 阐述,如表 4 所列。这些例子是根据初始位置和所期望的工作点来确定喘振线, 即稳定区域和不稳定区域的界线。由于喘振线出现在节流阀水平
  0.616 处,工作 点在稳定区的值将变大,反之亦然。提出了四个仿真系统响应,:(一)无控制 (FO-CCV 和 FC - TCV),图(
  4),(二),只有 CCV 的控制(FLC1 - CCV 和 FC - TCV),图(
  5),(三),只有 TCV 的控制(FO-CCV 和 FLC2 - TCV), 图(
  6),(四)CCV 和 TCV 的控制(FLC1 - CCV 和 FLC2 - TCV),图(
  7)
图(
  4)显示了系统的无控制响应。显然,需要控制的例子有3,4,5,凡 在流量和压力极限循环的地方都观能察到严重的喘振。当 FLC1 应用于 CCV 中 时,在这些例子中就能成功地使系统达到稳定,但在例3和例5中产生了流动逆 转,如图(
  5)所示。。当 FLC2 应用于 TCV 中时,证明在这三个例子中有助防 止系统发生喘振。然而,这获得了增加流速的成本, FLC2 使系统在同一压力 水平下所达到的稳定区域不同,如图所示(
  6)。 表 3 在模拟中使用的参数,根据[2]参数说明价值作为健全的 340 [米/秒]速度 三 ρ空气密度
  1.15 [公斤/米]2 空调压缩机导管面积
  0.01 [米]立法会压缩机和管道 长度 3 [米]?转子平均半径
  0.1 [米]ü平均转速 173 [米/秒]三副总裁全会量
  1.5 [米] 乙 Greitzer 的参数
  1.8 []W 压缩机地图半宽
  0.25 []? 压缩机地图半身高
  0.18 []李 进气管长度 2 []乐退出管长度 8 []立法会压缩机和管道长度
  13.33 []ψc0 压缩机 地图关闭值
  0.3 []一个通行
  0.3 [倒数时间滞后] 表 4 病例样本 初始点 P0 所需点钯 案例 kt0φc0ψp0 启德发展计划φcdψpd
  1:稳定,Φc↑
  0.8
  1.2
  0.73
  0.37
  0.62
  0.59→稳定
  2:稳定→稳定,Φc↓
  1.2
  0.8
  0.62
  0.59
  0.73
  0.37
  3:稳定→不稳定
  1.2
  0.2
  0.12
  0.35
  0.73
  0.37
  4:不稳定→不稳定,Φc↑
  0.2
  0.4
  0.29
  0.52
  0.12
  0.35
  5:不稳定→不稳定,Φc↓
  0.4
  0.2
  0.12
  0.35
  0.29
  0.52
  6:稳定
  0.2
  0.12
  0.35
  1.2
  0.73
  0.37→不稳定
图(
  4) FO-CCV 和 FC - TCV 控制响应
图(
  5)FLC1- CCV 和 FC - TCV 控制响应
图(
  6) FO-CCV 和 FLC2- TCV 控制响应
图(
  7) FLC1- CCV 和 FLC2- TCV 控制响应 图(
  7)描述了时当两个阀门都受到控制时系统的反应。 显然, CCV 和 TCV 联合运 行已经成功地克服各自单独使用时的弊端。 压力,流量,增益的时间轨迹,对例 5 来说,如图所示(
  8),作为一个例子。 对模拟结果的一个总结,也是于表
  5,其中Φcr 和Ψpr 是流量和压力稳态误差, 分别为 T 和 T 是流量和科幻藻压力稳定时间,分别是扩展和Φ国泰航空流量范 围内的稳定。 得到的结果表明, 此外,
  76%区域的稳定工作取得的扩展例 3 和
  5。 在这些情况下压时间解决是大幅减少由于 TCV 的行动。
图(
  8)案例 5 中 FLC1- CCV 和 FLC2- TCV 响应 表 5 总结模拟结果
根据前面的讨论和仿真结果研制了一个基本模型的转换机器。在例1,2,6, 的系统需要在稳定的地区运作时,没必要用控制,因为系统具有内在的稳定。因 此,CCV 和 TCV 分别设置为 FO 和 FC。此配置使稳态误差最小并缩短稳定时 间,也减少了阀门由于摩擦带来的磨损。在例
  3,
  4,和 5 中,所需的工作点在 不稳定地区的范围时, FLC1- CCV 和 FLC2- TCV 的控制器达到最低稳定状态值。 这个基本模型转换机器的结构如表 6 所示。 表 6 基本模型转换机器的结构

  6。结论 对一个离心压缩系统装配 CCV 和 TCV 已经进行了研究。将要为两个控制喘振 的阀门开发两个模糊逻辑控制器。每个阀门有一些各自的优缺点。但是,两个阀 门的联合运行已经成功地克服每一个阀门单独使用时的缺点。仿真结果表明,该 控制器能成功地在各种运行条件下控制喘振。 它大大地扩展压缩机的稳定工作范 围,并能降低建立稳室压力的时间。根据对基础模拟结果建立了一个基本模型转 换机器,以提高系统的性能。
  7。参考文献 [1]济威勒姆斯,建模和有界反馈离心式压缩机喘振稳定,博士论文,埃因霍温 理工大学,荷兰,20
  00。 [2] j 的 Gravdahl 和 O.埃格兰,压缩机的喘振和旋转摊位:建模与控制,斯普林 格,伦敦,1999 年。 [3]啊爱泼斯坦,威廉姆斯乙脑 Ffows 和 EM Greitzer,“主动空气动力学不稳定 性的抑制叶轮机械,“推进系统和动力,没有杂志。
  5,页 204-2
  11,19
  89。 [4] Ffowcs 威廉姆斯和 XY 黄,“积极镇定压缩机喘振,“流体力学研究所硕士 论文。 204 页 245-2
  62,19
  89。 [5] js 的西蒙和 L. Valavani,“一个 Lyapunov 的非线性控制计划的基本压缩系 统稳定使用紧密耦合控制阀 “的诉讼美国控制会议, 2498 至 06 年, 第 1991 年。 [6] DL 的 Gysling,学者 Dugundji,电磁 Greitzer,和 AH 爱泼斯坦,“动态离 心式压缩机喘振控制中的应用定制结构,“叶轮机械研究所硕士论文。 113 页 710-7
  22,19
  91。 [7]克 Billoud,马 Gallard,甲烷 Huu 和 S.秋茄,“自适应主动控制的不稳定性” 杂志智能材料系统和结构,第一卷。
  2,第 457 - 4
  71,19
  91。 [8]米科斯蒂奇,JM Protz,法学博士 Paduano,和 PV Kokotovic,“为喷气发 动机失速和喘振控制,反步设计”日诉讼的决策与控制 35 个会议,新奥尔良, 洛杉矶,第 3049-30
  55,19
  95。 [9]廖直流和 EH 阿比德,“积极的压缩机控制失速起始:一个分支,理论方法,
“自动化,第一卷。
  32,没有。
  1,第 109-1
  15,19
  96。 [10]黄建忠 Weigl 和 JD Paduano,“应用控制的 H∞与特征值扰动稳定跨音速 压缩机,“法律程序的 1997 年国际会议控制应用,康涅狄格州哈特福德,第 691-6
  98,19
  97。 “滑模控制器的主动模式离心式压缩机控制与磁 [11]四 Sanadgol,E.H.马斯伦, 性调压日推力轴承驱动“的 9 个国际研讨会磁悬浮轴承,20
  04。 [12]标记 Laderman,大卫 Greatrix,刘和张广军,“模糊日逻辑控制的喷气发 动机喘振模型中,“13 日推进研讨会,50 硅钙年会,蒙特利尔,2003 年。 [13]弗兰克威勒姆斯,瓦 Heemels;布拉姆代雅格,和安东答 Stoorvogel,“离 心式正反馈镇定压缩机喘振,“自动化,第一卷。
  38,页 311-3
  18,20
  02。 [14]丹方丹,胜芳辽,詹姆斯 Paduano 和彼得斯托五 Kokotovic,“非线性控制 实验的轴流压缩机,“国立清华大学控制系统技术,第一
 

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