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
TVT2020 súťaže
Veda v CENTRE / Vedecká kaviareň 6/2020
VC 6/2020 železany
Vedec roka SR
Vedecká cukráreň video
Quark_2020
Veda v CENTRE máj
Vedecká cukráreň 5/2020
Aurelium - centrum vedy
Vírusy, vakcíny, imunita
Quark 25 rokov
kúpa časopisov jún 2016
TAG Slovenská veda
banner záhrady
Publikácie Veda v CENTRE
Zaujímavosti vo vede
Syndróm XXX, resp. tzv. superžena sa vyskytuje u 1 z 900 – 1 000 narodených dievčatiek.
Zistite viac