Helikopterlerde kullanılan T700 turboşaft motorunun deneysel modellenmesi
Experimental modeling of T700 turboshaft engine used in helicopters
- Tez No: 166490
- Danışmanlar: PROF. DR. CAN ÖZSOY
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2005
- Dil: Türkçe
- Üniversite: İstanbul Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 122
Özet
HELİKOPTERLERDE KULLANILAN T700 TURBOŞAFT MOTORUN DENEYSEL MODELLENMESİ ÖZET T700 turbo şaft motorları General Electric firması tarafından üretilmiş 1600 Hp sınıfında motorlardır. Bu motorlar başla helikopterlerde olmak üzere tanklarda ve bazı savaş gemilerinde de kullanılmıştır. Bu çalışmada bu motorun helikoptere uygulaması ile ilgilenilecektir. T700 dinamik parametrelerini üretebilmek için [1] no'lu referansla birlikte gelen yazılım kullanılmıştır. Bu yazılım herhangi bir Fortran 90 Compiler ile çalıştırabilmektedir. Non-lineer motor dinamiği termodinamik ve fiziksel dinamik denklemler aracılığı ile tanımlanarak programa girilmiştir. Non-lineer denklem çözümlerinde de diferansiyel denklemler kullanarak doğnısallaştırma yerine çeşitli fonksiyon tabloları kullanılmış, yine termodinamik denklemlerden faydalanılmış ve tek noktalı interpolasyonlar kullanılmıştır. Böylece non-lineer motor dinamik parametreleri tamamen gerçek çalışma koşullarında olduğu gibi sonuç vermektedir. T700 non-lineer dinamik model parametrelerini üreten program içerisinde levye açısı değişkenleri XCPC1 ve XCPC2 değerleri değiştirilerek 5 ayrı düzenli çalışma noktası için tıpkı [3] no'lu referans da elde edilen çalışma koşullarına yakın koşuilar için program düzenlenmiş ve elde edilen dinamik parametreler oluşturulan farklı I/O veri dosyalarında saklanmıştır. Sistem tanılama prosedürü gereğince elde edilen dinamik model veriieri tekrar düzenlendi ve sistem tanılamasının yapılacağı MATLAB 5.0 programının okuyabileceği formata getirildi. MATLAB içerisinde çalışan ve MİMO sistemlerin sistem tamlamasının yapılamasına olanak tanıyan MidSys Toolbox kullanıldı. Bu Toolbox'da tanımlanmış olan fonksiyon grupları aracılığıyla parametre kestirim yöntemlerinden ELS ve IV (gecikmiş gözlemleme ile) seçilmiş ve her iki yöntemin çözümleri biribiri ile karşılaştırılmıştır. Karşılaştırma her yöntem için SEE'ler hesaplanarak yapılmıştır. Her iki modelin state space'i hesaplanmış ve özdeğerlerine bakılarak kararlılığı da kontrol edilmiştir. Bu iş yapılırken model mertebesi 5 olarak alınmıştır. Daha sonra daha iyi sonuçlar veren IV metodu (gecikmiş gözlemler ile - delayed observations-) ile sitem mertebesi 4'e düşürülerek çalışma tekrarlanmıştır. 4. mertebeden sistem için elde edilen simülasyon sonuçları verilmiş, tekrar standart hata hesabı yapılmış, elde edilen yeni modelin state space modeli hesaplanmıştır. Tekrar özdeğerlere bakılarak kararlılık kontrol edilmiştir. Tüm bu adımlar daha önce belirlenen 5 ayrı çalışma şartı için tekrarlanmış ve sistem cevapları birbirleri ile karşılaştırılmıştır. Yapılan bu çalışmalar ışığında kısa bir değerlendirme yapılırsa ELS ile elde edilen ARMAX model yapısının standart hatasının İV metodu ile elde edilmiş ARX yapı hatasına oranla daha fazla olduğu görülmüştür. Bu yüzden IV metodu ile elde edilen ARX yapı hem gerçeğe daha yaklaşık sonuçlar verdiği için hem de ARMAX'aoranla daha basit ve sade bir yapı sunduğu için yapılan çalışmanın esas cevabı olarak alınmıştır. 5. mertebeden olan modelin tanılaması gereken parametre sayısı 25'tir. Tanılanacak parametre sayısını azaltmak için çalışmalar yapılmıştır. Bu çalışmalar doğrultusunda sistem mertebesi öncelikle 4'e düşürülmüştür. 4. mertebeden elde edilen model iyi sonuç veren ARX model yapısını elde edilmesini sağlayan IV metodu ile parametre tanılaması yapılmıştır. Bunun sonucunda tanılanacak parametre sayısı 20'ye indirilmiş ve mevcut modelden daha sade, daha kolay kontrol edilebilecek bir modele ulaşılmıştır. 4. mertebeden tanılanmış model için yapılan simülasyonlar ve standart hata hesaplan da 5. mertebeden tanılanmış model hataları arasında kayda değer bir farklılık gözlemlenmemiştir.
Özet (Çeviri)
EXPERIMENTAL MODELLING OF T700 TURBOSHAFT ENGINE USED IN HELICOPTERS SUMMARY This thesis describes research aiming to construct the system model of T700 Turboshaft motor. These motors are used in the production of tanks, battleships and particularly helicopters. This work considers its use on helicopters. An off-the-shelf algorithm supplied from [1] is used to produce the dynamic parameters. Non-linear motor dynamics is defined by thermodynamic and physical dynamic equations. In order to solve the non-linear equations, instead of linearization through differential equations several function tables, thermodynamic equations and single point interpolations are used. Consequently, non-linear motor parameters that give results that are similar to real working conditions are achieved. Choosing working conditions that are similar to the ones provided in [3] the program is mn for 5 different work points and generated parameters are saved in different I/O files. After that, using system identification methods the model of T700 motor is empirically defined. This is in order to obtain the dynamic parameters that are closest to the system's real physical behaviour and find the best model using recursive estimation methods of system identification. It is aimed that the obtained model will provide a basic structure for future research on sensor error diagnosis control, model- based intelligent controller design, regulation of gas emission, driving comfort control or several closed-loop control methods. In the control literature one can come across many models, however these models are application specific, and achieving a generic model is the ultimate goal. In this work, the dynamic model data are arranged in a format that can be read by MATLAB 5.0. MidSys Toolbox that enables the identification of MIMO systems is used. Using the function groups that are provided in the toolbox, ELS and IV (with delayed observations) parameter estimation methods are applied and their results are compared by calculating SEE's. The state spaces for the both models are calculated and their stabilities are checked. Model order is kept as 5. For a 5lh order system, the number of parameters that need to be identified is 25. Experiments are also carried on to decrease the order of the system. Later, the IV (delayed observations) method, which gave the best results, is applied to the system with a model order 4. The simulation results for 411' order system, is given; error calculation is made and the state space for the new model is calculated. The new model's stability is also checked. The above steps are repeated for the working conditions that have been selected beforehand and the results are compared. It has been observed that standard error for ARMAX model structure that is obtained by ELS has been bigger compared to ARX structure that is obtained by IV method. Therefore ARX structure is accepted as the answer of this study because of its plausible results and the simple structure it presents compared to ARMAX. IV method gives good results for 4lh order system as well. Standard error calculations ofthe 4th order system demonstrated that there is not a considerable difference compared to the standard error of the 5tn order system.
Benzer Tezler
- H&-robust optimal kontrol tekniğinin kullanılması ile T 700 turbo motorunun güç türbini hızının kontrolü
Power turbine speed control of the GE-T700 turbo engine using the H -robust optimal control technique
CÜNEYT YILMAZ
- Helikopterlerde kullanılan küresel elastomerik yatakların mekanik tasarımı
Mechanical design of spherical elastomeric bearings used in helicopters
MEHMET SAİD BAYRAKLILAR
Doktora
Türkçe
2019
Makine MühendisliğiKocaeli ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MURAT MAKARACI
- Helikopterlerde kullanılan kablo kesme sisteminin deneysel incelemesi ve bilgisayar ortamında benzetimi
The empirical evaluation and computer aided simulation of the wire cutting system used in helicopters
MURAT ÇAKICI
Yüksek Lisans
Türkçe
2007
Makine MühendisliğiGazi ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. O. SELİM TÜRKBAŞ
- Üç geçişli bir kanalda ısı transferinin deneysel araştırılması
Experimental investigation of heat transfer on three pass a channel
BÜŞRA AKDERE
Yüksek Lisans
Türkçe
2016
EnerjiSakarya ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. ÜNAL UYSAL
- Farklı jet geometrili dikdörtgen kesitli kanallarda ısı transferinin termokromik sıvı kristal metodu ile deneysel incelenmesi
Experimental investigation of heat transfer in rectangular section channels with different jet geometries by the thermochromic liquid crystal method
METİN SÖZBİR
Doktora
Türkçe
2022
Makine MühendisliğiSakarya Uygulamalı Bilimler ÜniversitesiMakine Eğitimi Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ÜNAL UYSAL