طراحي كنترلر مدل لغزشي نوين بر پايه نرم 1 به منظور اعمال بر مدل هيبريدي توربين گاز

Designing l1 norm Based Sliding Mode Controller For Implementing in Hybrid Model of Gas Turbine

توربين هاي گازي در صنايع مختلف كاربردهاي وسيعي دارند. به همين منظور براي شناسايي و تحليل آنها از مدل هاي متفاوتي براي اهداف متناظر با آنها استفاده مي شود. مدل درنظرگرفته شده در اين مقاله يك مدل هيبريدي است كه با تركيب روابط ترموديناميكي و داده محور موجب حذف حلقه هاي ديناميكي روابط ترموديناميكي شده و همچنين با توجه به درنظرگرفتن منحني عملكردي كمپرسور، فيزيك و هندسه توربين گاز نيز درنظرگرفته شده است. غير خطي بودن مدل نيز موجب حفظ دقت مدل سازي و تطبيق با شرايط مختلف شده است. مدل درنظرگرفته با توجه به سادگي، دقت مناسب و فرم فضاي حالت غيرخطي آن مي تواند به خوبي براي بررسي كنترلرها و مشاهده گرها مناسب باشد. كنترلر درنظرگرفته شده براي اين مدل، كنترلر نوين مد لغزشي است كه بر پايه ويژگي هاي نرم 1 و تحليل فركانسي حاصل شده است. اين كنترلر با توجه به خاصيت مقاوم بودن مد لغزشي و بهينه بودن نرم 1 نسبت به نرم 2 توانسته است با دقت مناسب و با حداقل كردن نوسانات كنترلي، فرمان سوخت را به خوبي دنبال كند. همچنين در اين مقاله از داده هاي توربين گاز صنعتي (IGT25) توربين ملي ايران كه در شرايط مختلف محيطي و كاركردي داده برداري شده اند، استفاده شده است.

Gas turbines have a wide range of application in different industries. There are different models of the gas turbine for its analysis and diagnosis. In this paper, a hybrid model is considered for the gas turbine. This model combines thermodynamic relations and data-based equations which cause to eliminate dynamic loops of thermodynamic relations. Also, the compressor performance curve is considered in the proposed model which leads to noticing physical and geometric characteristic of a gas turbine. The model is dynamic and nonlinear that cause to adapt to a different condition and increase the accuracy of modeling. The model is accurate, simplified and nonlinear state space form. For these reasons, the model is suitable for analyzing of controllers and observers. The proposed controller is a new sliding model controller for implementing in the model. The controller is based on the l_1 norm and frequency analysis. Since the sliding mode is robust and the l_1 norm is optimizer than the l_2 norm, the controller tracks fuel command with acceptable accuracy and minimizing the control fluctuations. Also, the data that is used in this paper is the data of an industrial gas turbine (IGT25) of Iran’s national turbine which is logged in different ambient and functions conditions.