طراحی سنسور های مجازی دما برای یک خشک کن با استفاده از روش فیلتر کالمن

مهندسی مکانیک و ارتعاشات

مقاله 2، دوره 6، شماره 2 - شماره پیاپی 19، شهریور 1394، صفحه 15-19   

نوع مقاله: مقاله پژوهشی کامل

نویسندگان

آرمان خالقی فر^{* 1}؛ مرتضی محمدظاهری²؛ هادی کارگر شریف آباد²

¹دانشگاه آزاد سمنان

²استادیار، گروه مهندسی مکانیک، واحد سمنان، دانشگاه آزاد اسلامی، سمنان، ایران

چکیده

این مقاله با هدف معرفی و طراحی یک سنسور دمای مجازی برای یک خشک کن مادون قرمز ارائه شده است. سنسور مجازی یک الگوریتم به منظور تخمین توزیع دما در یک سطح از سیستم های گرمایی (به عنوان مثال خشک کن مادون قرمز) با استفاده از دمای اندازه گیری شده از تعداد محدودی از نقاط بر روی سطح می باشد. در پژوهش حاضر، می خواهیم سنسورهایی که عملکردشان گزارش دما در خشک کن ها می باشد، را به کمک نرم افزار متلب و با روش فیلتر کالمن با یک الگوریتم تخمین گر جایگزین کنیم. ابتدا دستگاه خشک کن با تجهیزات کامل در آزمایشگاه ساخته شد و تمام آزمایش هایی که برای بدست آوردن داده های مختلف لازم بود بر روی دستگاه انجام شد. مدل ریاضی سیستم در فضای حالت تعریف شد و سپس با الگوریتم حداقل مربعات خطا در نرم افزار متلب ضرایب ماتریس های معادله فضای حالت سیستم شناسایی شدند. در ادامه بصورت فرضی یک ترموکوپل را حذف نمودیم. سپس مدل بدست آمده برای طراحی تخمین گر بهینه فیلتر کالمن مورد استفاده قرار گرفت. در مرحله بعد دمای ترموکوپل حذف شده بوسیله فیلتر کالمن تخمین زده شد. مقایسه دمای تخمینی و دمای واقعی اندازه گیری به وسیله ترموکوپل دقت بسیار مطلوب الگوریتم اندازه گیری مجازی دما را بخوبی نشان داد.

کلیدواژه‌ها

سنسور های مجازی دما؛ خشک کن؛ الگوریتم حداقل مربعات خطا؛ متلب؛ فیلتر کالمن