تحلیل پاسخ دینامیکی صفحات ساندویچی به همراه جرم متصل یکنواخت تحت ضربه کم سرعت

موضوع پایان نامه حاضر مدل سازی و کنترل نیروگاه سیکل ترکیبی با هدف توسعه و ارتقاء روش های موجود است. به عنوان اولین قسمت از فعالیت های انجام شده، توسعه روش های مدل سازی کلیه قسمت های اصلی بویلر نیروگاه سیکل ترکیبی با هدف استخراج مدل هایی که ضمن داشتن دقت بیشتر و نزدیکی به سیستم واقعی، در طراحی سیستم های کنترلی نیز مفیدتر باشند، به مورد اجرا درآمده است. در این میان به علت اهمیت وضعیت دینامیکی در حفظ راندمان سیستم، فعالیت های انجام شده برای شرایط گذرا در دو بخش کلی تغییر بار و راه اندازی سرد به اجرا در آمده است. در قسمت مدل سازی در شرایط تغییر بار، با استفاده از قوانین اساسی ترمودینامیک شامل انتقال حرارت، انتقال جرم و انتقال مومنتوم مدل های تحلیلی با پارامترهای نامشخص تهیه و سپس پارامترهای آن بر اساس مشخصات و ابعاد سیستم و همچنین شرایط سیال عامل در شرایط پایا محاسبه می شوند. همچنین بعضی از پارامترهای سیستم که امکان استخراج آن از شرایط پایای سیستم امکان پذیر نیست به کمک شناسایی استخراج می شود. شناسایی به کمک الگوریتم ژنتیک انجام شده است. در این قسمت با بکارگیری یک نرم افزار صنعتی صحت و دقت مدل ها بررسی شده و نتایج ارائه شده است. در دومین قسمت، مدل سازی بویلر نیروگاه سیکل ترکیبی در شرایط راه اندازی سرد ارائه شده است. با توجه به پیچیدگی ساختار مدل در شرایط راه اندازی سرد، برای محاسبه فشار و دما در قسمت های مختلف، مدول هایی برای محاسبه کمیت های آنتالپی، حجم مخصوص و چگالی بخار و آب به صورت تابعی از دما و یا فشار در فازهای مختلف آب و بخار ارائه شده است. با استفاده از داده های موجود در جداول ترمودینامیکی و بکارگیری روش بهینه سازی الگوریتم ژنتیک، مدل های مناسب به صورت روابط و معادلات ریاضی جهت تعیین و محاسبه این کمیت ها بر روی محدوده عملکرد مورد نظر بدست آمده است. در ادامه با استفاده از روابط بدست آمده در قسمت قبل و همچنین روابط مورد نیاز به علت تغییر فاز در درام، مدل ها برای قسمت های مختلف ارائه شده و پارامترهای مدل های مربوطه بر اساس مشخصات و ابعاد سیستم واقعی محاسبه می شوند. پارامترهای نامشخص این مدل ها با استفاده از روش بهینه سازی الگوریتم ژنتیک و با استفاده از داده های واقعی بویلر نیروگاه سیکل ترکیبی در شرایط راه اندازی سرد محاسبه می شوند. صحت و دقت این مدل ها با داده های واقعی نیروگاه سنجیده شده و نتایج ارائه شده است. در بخش بعدی این پایان نامه، روش کنترلی جهت کنترل فشار و دما در قسمت های مختلف ارائه شده است. با توجه به اینکه دینامیک حاکم بر مسئله غیرخطی است، لذا به منظور کنترل و اثبات پایداری سیستم از یک روش ترکیبی از کنترلر خطی فیدبک حالت بهینه، کنترلر غیر خطی بازگشتی و تابع لیاپانوف استفاده گردیده است. امکان پذیری و کارایی استراتژی های کنترلی پیشنهاد شده با شبیه سازی بر روی محدوده گسترده ای از عملکرد سیستم در شرایط تغییر بار بررسی شده است. نتایج بدست آمده نشان می دهد که سیستم های کنترلی پیشنهاد شده چه از نظر ساختاری و چه از نظر الگوریتم مورد استفاده، می توانند کارایی و عملکرد مجموعه سیستم را به صورت قابل توجهی افزایش دهند. در نهایت به کنترل و بهینه سازی مرحله راه اندازی سرد بویلر بازیاب حرارتی می پردازیم. برای این منظور، سیستم در فضای حالت و به صورت تکه ای شناسایی شده و با اعمال کنترل بهینه بر روی آن، اهداف کنترلی از قبیل گذار سیستم به حالت نامی، قرار دادن پارامترهای مهم در محدوده های تعیین شده و کاهش زمان راه اندازی به اجرا درآمده اند. روش های کنترلی پیشنهاد شده می توانند به عنوان اصلاح استراتژی کنترلی موجود در مراکز تحقیقاتی و طراحی صنایع نیروگاهی مورد استفاده قرار گیرند. این روش ها همچنین می توانند در اصلاح و جایگزینی ساختار کنترلی مجموعه های نیروگاهی در حال فعالیت نیز به صورت گسترده ای مورد بهره برداری قرار گیرند.