$\require{mediawiki-texvc}$

연합인증

연합인증 가입 기관의 연구자들은 소속기관의 인증정보(ID와 암호)를 이용해 다른 대학, 연구기관, 서비스 공급자의 다양한 온라인 자원과 연구 데이터를 이용할 수 있습니다.

이는 여행자가 자국에서 발행 받은 여권으로 세계 각국을 자유롭게 여행할 수 있는 것과 같습니다.

연합인증으로 이용이 가능한 서비스는 NTIS, DataON, Edison, Kafe, Webinar 등이 있습니다.

한번의 인증절차만으로 연합인증 가입 서비스에 추가 로그인 없이 이용이 가능합니다.

다만, 연합인증을 위해서는 최초 1회만 인증 절차가 필요합니다. (회원이 아닐 경우 회원 가입이 필요합니다.)

연합인증 절차는 다음과 같습니다.

최초이용시에는
ScienceON에 로그인 → 연합인증 서비스 접속 → 로그인 (본인 확인 또는 회원가입) → 서비스 이용

그 이후에는
ScienceON 로그인 → 연합인증 서비스 접속 → 서비스 이용

연합인증을 활용하시면 KISTI가 제공하는 다양한 서비스를 편리하게 이용하실 수 있습니다.

퍼지 PI+D 제어기를 이용한 터보제트 엔진의 연료유량 제어
Fuel Flow Control of Turbojet Engine Using the Fuzzy PI+D Controller 원문보기

한국항행학회논문지 = Journal of advanced navigation technology, v.15 no.3 = no.48, 2011년, pp.449 - 455  

정병인 (한서대학교 항공전자공학과) ,  지민석 (한서대학교 항공전자공학과)

초록
AI-Helper 아이콘AI-Helper

본 논문에서는 연료유량이 제어 수단인 터보제트 엔진에 대해 압축기의 서지를 방지하면서 가속시간을 줄일 수 있는 제어기를 제안하였다. 퍼지이론과 PI+D 제어 알고리즘을 적용하는 터보제트 엔진 제어기를 설계하였고 Mamdani의 추론법을 적용하여 추론하고, 비퍼지화는 무게 중심법을 사용하였다. 퍼지추론 결과는 터보제트 엔진의 가감속시 서지와 flame-out 현상을 방지하기 위해 연료 유량 제어 입력으로 사용되고, 신속하고 안전하게 원하는 속도로 수렴할 수 있도록 제어기를 설계한다. MATLAB을 사용한 컴퓨터 시뮬레이션을 수행하여 제안된 제어기의 성능을 입증하였다.

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

In this paper, Proposed controller prevent compressor surge and reduce the acceleration time of the fuel flow control system for turbo-jet engine. Turbo-jet engine controller is designed by applying fuzzy PI+D control algorithm and make an inference by applying Mamdani's inference method and the def...

주제어

#turbojet engine control   #fuzzy PI+D controller   #fuel flow control   #surge control  

AI 본문요약
AI-Helper 아이콘 AI-Helper

* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.

문제 정의

  • 대상 모델로는 항공기용 터보제트 엔진 모델로서 제어기 설계의 목적은 연료량 입력에 대해서, 엔진의 열역학적인 변수들의 동안정적이면서 신속한 응답특성으로부터, 결국 제트엔진의 성능을 결정짓는 고성능, 고기동의 추력 특성을 얻는 것이다.
  • 본 논문에서는 퍼지 PI+D 제어기법이 적용된 항공기용 터보제트 엔진 제어기를 설계하였다. 엔진의 속도값을 기준입력으로 하고 PI제어와 D제어 각각에 대해 퍼지규칙을 적용하였다.
  • 본 연구는 연료유량만이 입력이 되는 소형 제트엔진 제어기 설계에 대해 실제적인 PI 제어기와 같은 설계기법에 근거, 감지가능한 상태변수로부터 출발하여 퍼지추론방식을 이용한 제어기를 설계하고자한다. 제트엔진과 같은 비선형적인 제어특성에 잘 부합 되기 위한 퍼지규칙의 효율성은 퍼지화/비퍼지화, 퍼지추론 등의 변수 설정에 따라 좌우된다.
  • 비교적 잘 설계된 퍼지 PI 제어 결과[7]로부터 퍼지 제어 규칙을 규명하여 퍼지 PI+D 제어기를 설계하고자한다.
본문요약 정보가 도움이 되었나요?

질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
터보제트 엔진에서 공기가 흡입되어 노즐로 분출되는 과정을 설명하세요. 터보제트 엔진은 그림 1과 같이 압축기(Compressor), 연소기(Combustor), 터빈(Turbine), 노즐(Nozzle)로 구성된다. 흡입된 공기는 압축기에서 압축되어 고압화되고 연소실로 보내진다. 연소실에서 연료노즐은 계속적으로 연료를 보내서 거의 정압상태에서 연속적인 연소가 발생하게하고, 이때 발생한 고온, 고압가스가 터빈을 지나면서 터빈을 회전시키고 노즐을 통해 빠른 속도로 분출된다.
항공기용 제트엔진에 필요한 제어방법은 어떤 것들이 있는가? 일반항공기 및 무인항공기에 사용되는 터보제트엔진은 설계점은 물론 그 이외의 예상 가능한 작동 조건의 범위 내에서 작동의 신뢰성을 보장할 수 있도록 적절한 제어가 필요하다[1]. 항공기용 제트엔진에 사용되는 제어 수단 중 연료유량과 배기 노즐 면적을가장 중요한 것으로 들 수 있으며, 이외에도 공기흡입구와 노즐의 안내깃, 공기 블리드 밸브, 과급기, 윤활계통, 제동계통 등에서도 크고 작은 제어방법을 필요로 한다. 일반적으로 항공기는 이착륙 거리가 가능한 짧아야 하고, 특히 군용항공기는 큰 기동성을 요구하고 있다.
터보제트엔진에 서지 현상이 발생할 경우 어떤 문제점이 있는가? 그러나 연료유량의 급격한 증가로 인해 구성요소는 압축기 서지 현상 또는 터빈입구 온도 초과상승과 같은 엔진 작동한계를 벗어날 수 있다. 특히 서지 현상은 공기유동로의 배압이 증가하여 엔진에 유입되는 공기 유량이 감소하게 됨으로써 압축기 실속을 일으키는 요인이 되며, 부가적으로 엔진의 공기유량 감소로 인한 터빈입구 온도를 과다하게 상승 시킬 수도 있다. 따라서 제트 엔진의 열역학적 및 기계적인 상태변수(로터 회전수, 온도, 압력 등)를 정확히 감지하고 이를 열적 안정범위내에서 신속하게 작용하여 고성능의 추력 동적반응특성을 갖도록 연료량 입력을 효과적으로 제어하는 것이 제트엔진 제어기설계의 관건이다.
질의응답 정보가 도움이 되었나요?

참고문헌 (11)

  1. 부준홍, 방문수, 이강웅, 유상신, 공창덕, "DYNGEN을 이용한 터어보제트 엔진 선형모델의 특성", 한국항공우주학회지, 제21권, 제1호, pp 81-90, 1993. 

    상세보기

  2. Sellers, J.F. and daniele, C. J., "DYGEN A program for calculating steady-state and transient performance of turbojet and turbofan engines", NASA TN D-7901, April 1975. 

  3. Geyser, L.C., "DYABCD A program for calculating linear A,B,C,D matrices from a nonlinear dynamic engine simulation", NASA TP-1295, 1978. 

  4. M.Montazeri-Gh, H. Yousefpour, and S. Jafari, "Fuzzy logic computing for design of gas turbine engine fuel control system", 2nd International Conference. Computer and Automation Engineering, vol. 5, pp 723-727, 2010. 

  5. Ma jing, "Adaptive control of the aircraft turbojet engine based on the neural network", International Conference. Computational Intelligence and Security, vol. 1, pp 937-940, 2006. 

  6. Wu Chi-Hua, Fan Ding, Yu Jin-Ven, "Stand test research of fuzzy control theory for speed digital control system in a turbojet engine", International Conference. Power Electronics and Motion Control, vol. 3, pp 1207-1211. 1992. 

  7. 지민석, 모은종, 이강웅, "무인 항공기용 터보 제트 엔진의 PI-구조 퍼지 추론 제어기 설계", 한국항행학회 논문지, 제9권 제1호, 2005. 

  8. Li-Xin Wang, "A course in fuzzy systems and control", Prentice Hall, 1997. 

  9. Z. Zhao, M. Tomizuka, and S. Isaka, "Fuzzy gain scheduling of PID controller", IEEE Trans. on Syst. Man, and Cybernetics, vol. 23, no. 5, pp 1392-1398, 1993. 

    상세보기 crossref

  10. D. Misir, H. A. Malki, and G. Chen, "Design and analysis of a fuzzy proportional integaral derivative controller", Fuzzy Sets and Systems, vol 79, pp297-314, 1996. 

    상세보기 crossref

  11. Li-Ling Wang, Hong-Rui Wang, "Fuzzy PI+D tuning for permanent magnet linear synchronous motor", International Conference. Machine Learning and Cybernetics, vol. 2, pp 663-667, 2009. 

저자의 다른 논문 :

관련 콘텐츠

오픈액세스(OA) 유형

FREE

Free Access. 출판사/학술단체 등이 허락한 무료 공개 사이트를 통해 자유로운 이용이 가능한 논문

이 논문과 함께 이용한 콘텐츠

저작권 관리 안내
섹션별 컨텐츠 바로가기

AI-Helper ※ AI-Helper는 오픈소스 모델을 사용합니다.

AI-Helper 아이콘
AI-Helper
안녕하세요, AI-Helper입니다. 좌측 "선택된 텍스트"에서 텍스트를 선택하여 요약, 번역, 용어설명을 실행하세요.
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.

선택된 텍스트

맨위로