定常発振制御に基づく熱音響システム・シミュレータの開発

基于稳态振荡控制的热声系统模拟器的研制

基本信息

批准号：
21K04105
负责人：
小林泰秀
金额：
$ 2.66万
依托单位：
Nagaoka University of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

熱音響システム・シミュレータの目的に曖昧な点があることが分かったため（後述する目的iとii）、これを整理すると共に前年度に引き続いてソフトウェア開発を主に進めた。実施計画の項目毎に以下の通りである：1-1.共振掃引型周波数応答計測系(開ループ型)の補償器構成手法の開発：投稿中の論文について、共振周波数においてPIゲインを調整すればその他の周波数でも定常発振制御系が安定となるという経験則に理論的根拠を与える内容に修正し採択された。2-1.管路長可変音響計測系の改善：③水面を測定管路長の端面とできることを実験的に確認した（定在波型熱音響エンジンの端面を水面で置き換えたシステムが同程度の周波数で発振した）。2-2.熱音響コアの改善：高温側熱交換器のヒータを電圧制御型とすることで圧力変動が低減される効果は限定的であることが分かったため、低温側熱交換器の温度による効果を検討した。3-2.熱音響システム・シミュレータの開発：発振周波数も含めたシステムの挙動を再現（シミュレート）するために、高温側管路部をコア部に含めた一入出力系について、閉ループ系の周波数応答を管路部のそれに近付けるようにロバスト制御（H∞制御）系設計に基づいて補償器設計を行い、無限長管路及び一端が閉端の有限長管路の模擬管路長に応じて熱音響コアと組み合わせたシステムが実際の発振可否（無限長管路は発振しない）と発振周波数を概ね再現することを実験的に示した。この他、定常発振制御が従来法（内部モデルに基づく目標値追従制御）よりも長いむだ時間を許容する利点があること、極値探索制御に基づいて熱音響コアの周波数応答計測における進行波音場の能動制御が可能であること、共振周波数を振動源の加振周波数に追従できることを理論的・実験的に明らかにし、第65回自動制御連合講演会において研究発表を行った。

发现Thermo Sound系统模拟器的目的是模棱两可的（下面描述的目的I和II），因此我们在上一年之后保持了这一并开发的软件开发。以下是实施计划的每个项目的以下内容：1-1的开发薪酬设备配置方法（开放循环类型）补偿方法（开放循环类型）开发：调整PI的PI增益帖子。它被修改并采用的内容，使经验的理论基础在其他频率下保持稳定。 2-1。声音发动机被水面替换为相同的频率。 2-2的热声芯：已经发现，使用高温侧热交换器的加热器作为电压控制类型，从而减小压力波动的影响温度侧热交换器。 3-2的开发热声系统和模拟器：为了复制（模拟）系统的行为，包括振荡频率核心中的区域是基于稳健的控制（H∞控制）设计的，因此根据无限长管的模拟道路长度和一端封闭式的实验表明，该系统与热情的核心相结合，将振荡频率重现为实际振荡（无限管都不会振荡）。此外，还有一个优点，即常数振荡控制要长于常规方法（基于内部模型的目标值跟踪控制），以及基于极端价值探索控制的激情核心频率响应中的频率频率。理论上和实验上阐明了它可以由它控制，并且可以遵循Co -Minor频率到振动源，并在第65自动控制讲座上进行了研究。