Riadenie a modelovanie leteckých motorov

06. dec. 2017

Riadenie a modelovanie leteckých motorov

Inteligentné metódy riadenia a modelovania leteckých motorov, ktoré sú výsledkom vedecko-výskumného projektu, sa reálne využívajú vo výukovom procese na Katedre leteckého inžinierstva Leteckej fakulty Technickej univerzity v Košiciach.

Tieto výstupy sú orientované na všetky stupne vysokoškolského štúdia a je možné rozdeliť ich do nasledujúcich základných oblastí: digitálne snímanie parametrov (neelektrických veličín) v reálnom čase, moderné prístupy k modelovaniu a identifikácii zložitých systémov, tvorba a implementácia pokročilých algoritmov riadenia zložitých systémov, využitie prostriedkov a metód umelej inteligencie pri modelovaní a riadení zložitých systémov.

Okrem aplikovania vo výukovom procese je tiež projekt viditeľný v podobe realizovaných bakalárskych, diplomových a dizertačných prác. Zodpovedným riešiteľom je Dr. h. c. prof. Ing. Ladislav Madarász, PhD. Uvádza, že realizovaný digitálny systém snímania parametrov motora MPM-20 spolu s prezentovanou virtuálnou prístrojovou doskou motora a názornou ukážkou zapojenia jednotlivých snímačov neelektrických veličín (meranie extrémnych otáčok, teplôt, tlakov) je aplikovaný a priamo aplikovateľný v spektre predmetov zaoberajúcich sa kybernetickými systémami.

„K preneseniu poznatkov do výučbového procesu prispieva aj vytvorený analyzátor nameraných dát, umožňujúci študentom overiť funkčnosť a správnosť zapojenia snímačov do meracieho reťazca. Získané dáta sú využiteľné pri tvorbe modelov pre ich aplikáciu v predmetoch zaoberajúcich sa modelovaním a identifikáciou dynamických zložitých systémov.“ Riešiteľský tím vytvoril v tejto oblasti výučbový simulátor motora, ktorý výpočtovo určuje pracovnú obálku a charakteristiky motora MPM-20 v prostredí MATLAB vo všetkých jeho rezoch. V grafickom prostredí simulátora je možné meniť parametre motora a sledovať ich vplyv na termodynamické procesy prebiehajúce v motore.

V rámci projektu bol vytvorený aj komplex jednoduchých dynamických modelov pre výučbu základných lineárnych metód identifikácie dynamických systémov, vrátane systému s dvoma stupňami voľnosti. Pre oblasť riadenia bol vytvorený a navrhnutý systém situačného riadenia motora MPM-20 spolu s elektronickou pákou ovládania motora (POM), ktoré umožňujú sledovať dynamické charakteristiky systému v celom prevádzkovom rozsahu. Pre potreby syntézy regulátorov sú realizačným výstupom projektu navrhnuté regulátory pre ovládanie dodávky paliva do motora MPM-20 pomocou servoventilu LUN-6743, ktoré sú implementované v MATLAB-e, pričom študenti ich majú možnosť v rámci výučby syntézy regulátorov meniť a sledovať odozvy na typové signály v reálnom čase.

Riešiteľský kolektív rozpracoval aj možnosti využitia prvkov umelej inteligencie (fuzzy inferenčných systémov a neurónových sietí) a pripravil aplikácie týchto metód pre použitie v oblasti modelovania motora MPM-20 (vytvorený neuro-fuzzy situačný model) a riadenia dodávky paliva do motora pomocou inverzného modelu neurónovej siete. Jednotlivé výstupy autorov riešiteľského kolektívu sú pretavené aj do podoby vysokoškolských učebníc a hlavne vedeckej monografie: Inovatívne výstupy z transformovaného experimentálneho pracoviska s malým prúdovým motorom.

Dr. h. c. prof. Ing. Ladislav Madarász, PhD. ako zodpovedný riešiteľ zastrešuje aj projekt Digitálne riadenie zložitých systémov s dvoma stupňami voľnosti. Ten je zameraný na výskum progresívnych metód riadenia zložitých systémov s orientáciou na zložité systémy s viacerými vstupmi. Cieľom je výskum metód situačného riadenia s využitím prvkov a metód umelej inteligencie (neurónové siete, fuzzy inferenčné systémy, expertné systémy). Osobitým metodickým prínosom projektu je predpokladaná integrácia navrhovaných algoritmov riadenia s modernými prístupmi modelovania zložitých systémov, inteligentnou diagnostikou a digitálnymi meracími – výkonovými prvkami. Navrhnuté metódy a ich zovšeobecnenia majú byť testované v laboratórnych podmienkach v oblasti leteckých turbokompresorových motorov na konkrétnom objekte malého prúdového motora MPM-20.

Progresívne metódy výučby riadenia a modelovania zložitých systémov objektovo orientované na letecké turbokompresorové motory, to je projekt, ktorý má byť zameraný na využitie objektu malého prúdového motora MPM-20 v edukačnej oblasti v nadväznosti na riešený projekt Využitie inteligentných metód riadenia a modelovania leteckých motorov vo výukovom procese. „Cieľom projektu je vytvoriť predpoklady pre e-learning aplikácie a vzdelávanie tohto typu prostredníctvom virtualizácie laboratória inteligentných riadiacich systémov pre jeho multiplatformové dištančné využitie. Doplnenie fyzického systému snímačov, výkonových prvkov a konštrukčná úprava samotného objektu – motora MPM-20 umožní spolu s realizáciou multimediálnej učebne prístup študentom k moderným technológiám využívaným v riadení zložitých systémov.“

Študovanú problematiku tak má byť možné aplikovať v predmetoch vysokoškolského štúdia zaoberajúcich sa diagnostikou, modelovaním a riadením zložitých systémov s mimo fakultným využitím. Zodpovedný riešiteľom je tiež Dr. h. c. prof. Ing. Ladislav Madarász, PhD.

Katedra leteckého inžinierstva (Letecká fakulta Technickej univerzity v Košiciach) zabezpečuje výučbu predmetov zameraných najmä na problematiku teoretickej prípravy pozemného personálu v oblastiach teórie a konštrukcie lietadiel, leteckých motorov v súlade s požiadavkami medzinárodného leteckého predpisu PART 66, pozemného technického a prevádzkového zabezpečenia lietadiel a letiskového zabezpečenia lietania a praktickej prípravy pozemného personálu v uvedených oblastiach. Na katedre sú vybudované laboratória, ktoré umožňujú praktický výcvik personálu údržby na reálnej leteckej technike a leteckých motoroch.

 

Informácie a foto

Spracovala: Slávka Cigáňová (Habrmanová), NCP VaT pri CVTI SR

Uverejnila: VČ

 

Hore
Bratislavská vedecká cukráreň
Atmosféra počas TVT 2017
brožúra Veda v Centre 2015
QUARK
Aurelium - centrum vedy
Prechod VK na VND - zima
kúpa časopisov jún 2016
TVT 2017 články
TAG Ženy vo vede
TAG Slovenská veda
TAG História
TAG Spektrum vedy
TAG Rozhovor
TAG Publikácia
TAG Zaujímavosti vo vede
TAG Centrum vedy
TAG Mládež
TAG QUARK
banner záhrady
Zaujímavosti vo vede
Srdce je sval kužeľovitého tvaru.
Zistite viac