Non-linear robust control optimization to improving the aerodynamics in gas turbine

Other Title(s)

Optimisation d’un contrôle robuste non linéaire pour améliorer l'aérodynamique de la turbine à gaz

Joint Authors

Dabbah, Abd al-Salam
Kharfan, Hamid
Burkani, Muhyi al-Din

Source

Synthèse

Issue

Vol. 25, Issue 2 (31 Dec. 2019), pp.78-95, 18 p.

Publisher

Annaba Badji Mokhtar University

Publication Date

2019-12-31

Country of Publication

Algeria

No. of Pages

18

Main Subjects

Mechanical Engineering

Abstract EN

This paper presents a novel robust approach to control the aerodynamics instabilities, surge and rotating stall of a Variable Speed Axial Compressor (VSAC) in gas turbine process.

The used model to design the controller is Egeland-Gravdahl who has been commonly recognized as standard when reporting some bifurcation behavior of VSAC which cannot be captured by constant-speed models.

The proposed non-linear robust control is reformulated as an optimization problem, the first reformulation is linear matrix inequality (LMI) solved by interior point optimization algorithm, the second reformulation is non-linear constrained optimization solved by genetic algorithm (GA).The two optimization approaches are tested and compared using Matlab software.

Promising simulation results were obtained for both optimization approaches, but the robust controller based on genetic algorithm optimization presents better performances to tackle a restricted specification and operating conditions.

Abstract FRE

Cet article présente une nouvelle approche robuste pour contrôler les instabilités aérodynamiques, le pompage et le décrochage tournant d'un compresseur axial à vitesse variable (VSAC) au niveau d’une turbine à gaz.

Le modèle utilisé pour concevoir le contrôleur est Egeland-Gravdahl, qui est reconnu comme le modèle standard qui représente certains comportements de bifurcation, qui ne peuvent pas être représenté par des modèles à vitesse constante.

La commande robuste non linéaire proposée est reformulée comme un problème d’optimisation : la première reformulation est l’inégalité linéaire matricielle (LMI) résolue par l’algorithme d’optimisation du point intérieur ; la seconde est une optimisation non linéaire sous contraintes résolue par l’algorithme génétique (GA).

Les deux approches d’optimisation sont testées et comparées à l’aide du logiciel Matlab.

Des résultats de simulation prometteurs ont été obtenus pour les deux approches d'optimisation.

Cependant, le contrôleur robuste basé sur l'optimisation de l'algorithme génétique présente de meilleures performances en présences des spécifications et des conditions de fonctionnement restreintes.

American Psychological Association (APA)

Dabbah, Abd al-Salam& Kharfan, Hamid& Burkani, Muhyi al-Din. 2019. Non-linear robust control optimization to improving the aerodynamics in gas turbine. Synthèse،Vol. 25, no. 2, pp.78-95.
https://search.emarefa.net/detail/BIM-938527

Modern Language Association (MLA)

Burkani, Muhyi al-Din…[et al.]. Non-linear robust control optimization to improving the aerodynamics in gas turbine. Synthèse Vol. 25, no. 2 (2019), pp.78-95.
https://search.emarefa.net/detail/BIM-938527

American Medical Association (AMA)

Dabbah, Abd al-Salam& Kharfan, Hamid& Burkani, Muhyi al-Din. Non-linear robust control optimization to improving the aerodynamics in gas turbine. Synthèse. 2019. Vol. 25, no. 2, pp.78-95.
https://search.emarefa.net/detail/BIM-938527

Data Type

Journal Articles

Language

English

Notes

Includes bibliographical references : p. 94-95

Record ID

BIM-938527