Control of different electrical loads in electric aircraft

Abstract

Son yüzyıllarda teknolojinin geliştirilmesinde, birçok bilim adamı yarının uçaklarının performansını ve güvenilirliğini artırmak için elektrikle çalışan bir sistem geliştirmeye odaklanıyor. MEA'nın kullanılması, yüksek güvenilirlik gibi sayısız avantaj sağlar. Farklı sistemler aynı bilgisayarları ve elektroniği paylaşabildikleri için ağırlıktan da tasarruf ederler; düşük basınç yakıt yakımını azaltmaya ve daha yüksek taşıma kapasitesi anlamına gelir. Aynı zamanda, yapay zeka kullanarak kaynakların tahsisini daha dikkatli kontrol ederek enerji tüketimi azaltılır; bu da elektrik sistemlerinin onarımının daha hızlı ve kolay olması nedeniyle bakım maliyetlerini düşürür ve sevkiyat güvenilirliğini artırır. Ayrıca, MEA hava kirletici gazların hava taşıtlarından emisyonunu azaltır, bu da iklim değişikliği sorununun çözümüne katkıda bulunabilir. Bununla birlikte, MEA, uçağın elektrik sisteminde gerekli güç miktarında veya bu gücün işlenmesi ve yönetiminde bazı zorluklar ortaya koymuştur. Bu uygulamaların çoğunun hızlı ve akıllı hız kontrol sistemine ihtiyacı vardır. Bu tezin amacı, gelecekteki elektrikli sevk uçaklarının tasarımı ve değerlendirilmesi için yöntemler geliştirmek, geleneksel kontrolör yerine yapay kontrolörler kullanmaktır. Son yıllarda popülerlik kazanan verimli yapay kontrolörlerden biri Bulanık mantık kontrolörleri. Bulanık mantık denetleyicisi kullanmak, insan karar işlemeyi bir dizi bulanık kuralla şekillendirir. Darbe genişliği modülasyonlu (PWM) oransal integral türevi (PID) kontrolör gibi diğer kontrol yöntemleriyle karşılaştırıldığında FLC, son on yılda hem akademide hem de endüstride olağanüstü ilgi gördü. Bu esasen doğrudur çünkü FLC birçok farklı işlemde uygulanabilir. Bu tezde, FLC, uçak üzerindeki farklı elektrik yüklerinin kontrolü için kullanılmaktadır. Kontrolör, hatayı en aza indirmeyi ve çıkış hatasını (çıkış ile referans istenen değerler arasındaki fark) azaltarak istenen sonuçları elde etmeyi amaçlar.

In the development of technology in the last centuries, many scientists start to focus on developing an electrically powered system to boost the performance and reliability of tomorrow's aircraft. Utilising the MEA achieves numerous advantages such as high reliability. They also save weight since different systems can share the same computers and electronics; lower pressure translates into reducing fuel burn and higher payload capacity. At the same time, energy consumption is reduced by more carefully controlling the allocation of resources using artificial intelligence; these lead to cut maintenance costs and increase dispatch reliability because electrical systems are faster and easier to repair. Moreover, the MEA reduces the emission of air pollutant gases from the aircraft, which can contribute to solving the problem of climate change. However, the MEA put some difficulties on the aircraft's electrical system. The challenges could be either in the amount of the required Power or management of this Power. Most of these applications need fast and smart speed control system. This thesis aims to develop methods for the design and evaluation of future electric propulsion aircraft, to use artificial controllers instead of the traditional controller. One of the efficient artificial controllers that have been gaining popularity in recent years is Fuzzy logic controllers. Using a fuzzy logic controller shapes human decision processing with a set of fuzzy rules. Compared to other control methods, such as the proportional integral derivative (PID) controller with pulse width modulation (PWM), FLC has gained extraordinary interest both in academia and industry over the past decades. This is true essentially because FLC can be applied in many different processes. In this thesis, the FLC is used for the control of different electric loads on aircraft. The controller aims to minimise the error and achieved the desired results by reducing the output error (the difference between output and a reference wanted values).