一種連續(xù)式跨聲速風洞總壓控制方法設計
發(fā)布時間:2021-09-05 09:38
總壓是連續(xù)式跨聲速風洞關鍵流場參數(shù),高總壓控制精度能提高試驗數(shù)據(jù)的準確性,加快調(diào)節(jié)速度對縮短馬赫數(shù)極曲線時間具有重要意義。針對連續(xù)式跨聲速風洞試驗工況多、調(diào)節(jié)手段多等特點,對連續(xù)式跨聲速風洞壓力調(diào)節(jié)系統(tǒng)及多種流場調(diào)節(jié)手段下的壓力耦合特性進行分析研究,建立了連續(xù)式跨聲速風洞總壓控制精度和調(diào)節(jié)閥特性的對應關系,并以此設計出不同工況的閥門組合控制策略,采用分段變參數(shù)加模糊PID控制算法實現(xiàn)總壓的閉環(huán)控制。風洞試驗結(jié)果表明:在保證每條馬赫數(shù)極曲線時間的同時,總壓控制精度達到0.1%,控制方法能夠有效滿足連續(xù)式跨聲速風洞總壓控制要求。
【文章來源】:實驗流體力學. 2019,33(06)北大核心CSCD
【文章頁數(shù)】:7 頁
【部分圖文】:
壓力調(diào)節(jié)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
圖2中ps為總壓控制目標,pf為總壓反饋值,Mas為馬赫數(shù)控制目標,Maf為馬赫數(shù)反饋值,Ga(s)為總壓傳遞函數(shù),Gb(s)為馬赫數(shù)傳遞函數(shù),Gab(s)為總壓對Ma的影響函數(shù),Gba(s)為馬赫數(shù)對總壓的影響函數(shù),G1(s)~G12(s)為對應調(diào)節(jié)手段的傳遞函數(shù)。為提高流場指標控制精度和試驗效率,需要對Ma和總壓進行解耦,但難度較大,工程應用少,實踐中主要是結(jié)合總壓和Ma耦合關系,通過技術手段減少總壓和Ma的耦合來實現(xiàn)。2.2 總壓控制與調(diào)節(jié)閥特性的關系
可以看出,當閥門形式和可調(diào)比一定時,總壓精度和調(diào)節(jié)閥特性有直接關系,以“分辨率0.5%,速度1%/s(每秒開度為全行程的1%)”曲線為例,壓力趨穩(wěn)后,只有在開度60%以下調(diào)節(jié)時才能滿足0.2%的總壓控制要求,而若要求更高的控制精度,則必須要求更好的調(diào)節(jié)閥性能。但在調(diào)節(jié)閥選擇時不能一味的要求精度(分辨率)和速度,精度(分辨率)越高/速度越快,制造難度越大,成本越高,且運行速度過快易導致閥門機構(gòu)產(chǎn)生超調(diào)抖動。3 多閥門組合控制策略
【參考文獻】:
期刊論文
[1]遺傳算法在跨超聲速風洞總壓控制中的應用[J]. 王博文,黃敘輝,秦建華,唐亮. 計算機測量與控制. 2017(11)
[2]采用軟溢流模糊PID控制器的液壓墊壓邊力控制[J]. 張強,魏建華,時文卓. 浙江大學學報(工學版). 2017(06)
[3]0.6m連續(xù)式風洞調(diào)試運行關鍵技術研究[J]. 熊波,周恩民,程松,張文,劉愷,羅新福. 實驗流體力學. 2016(04)
[4]0.6m連續(xù)式跨聲速風洞總壓控制策略設計[J]. 黎壯聲,楊鵬程,陳旦,張永雙,郭守春,陳天毅. 實驗流體力學. 2016(04)
[5]增量PID算法在某風洞壓力控制中的應用改進[J]. 田昊,云長江,彭毅. 計算機測量與控制. 2016(03)
[6]模糊控制在風洞主氣流壓力自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)中的應用[J]. 楊海濱,張偉,羅承友,榮祥森,吉次自古. 兵工自動化. 2015(04)
[7]基于LabVIEW的大型超聲速風洞總壓測控系統(tǒng)設計與應用[J]. 高川,周波,蔣婧妍,褚衛(wèi)華. 測控技術. 2014(08)
[8]NF-6連續(xù)式跨聲速風洞馬赫數(shù)控制方式比較與研究[J]. 張永雙,陳旦,陳嬌. 實驗流體力學. 2013(02)
[9]2m×2m超聲速風洞流場控制策略研究與實現(xiàn)[J]. 褚衛(wèi)華,湯更生,王帆. 實驗流體力學. 2012(05)
[10]連續(xù)式跨聲速風洞設計關鍵技術[J]. 廖達雄,陳吉明,彭強,柳新民. 實驗流體力學. 2011(04)
碩士論文
[1]風洞馬赫數(shù)的控制策略與控制方法研究[D]. 易家寧.東北大學 2014
[2]基于遺傳算法優(yōu)化BP網(wǎng)絡的風洞馬赫數(shù)控制研究[D]. 連曉飛.東北大學 2011
本文編號:3385107
【文章來源】:實驗流體力學. 2019,33(06)北大核心CSCD
【文章頁數(shù)】:7 頁
【部分圖文】:
壓力調(diào)節(jié)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
圖2中ps為總壓控制目標,pf為總壓反饋值,Mas為馬赫數(shù)控制目標,Maf為馬赫數(shù)反饋值,Ga(s)為總壓傳遞函數(shù),Gb(s)為馬赫數(shù)傳遞函數(shù),Gab(s)為總壓對Ma的影響函數(shù),Gba(s)為馬赫數(shù)對總壓的影響函數(shù),G1(s)~G12(s)為對應調(diào)節(jié)手段的傳遞函數(shù)。為提高流場指標控制精度和試驗效率,需要對Ma和總壓進行解耦,但難度較大,工程應用少,實踐中主要是結(jié)合總壓和Ma耦合關系,通過技術手段減少總壓和Ma的耦合來實現(xiàn)。2.2 總壓控制與調(diào)節(jié)閥特性的關系
可以看出,當閥門形式和可調(diào)比一定時,總壓精度和調(diào)節(jié)閥特性有直接關系,以“分辨率0.5%,速度1%/s(每秒開度為全行程的1%)”曲線為例,壓力趨穩(wěn)后,只有在開度60%以下調(diào)節(jié)時才能滿足0.2%的總壓控制要求,而若要求更高的控制精度,則必須要求更好的調(diào)節(jié)閥性能。但在調(diào)節(jié)閥選擇時不能一味的要求精度(分辨率)和速度,精度(分辨率)越高/速度越快,制造難度越大,成本越高,且運行速度過快易導致閥門機構(gòu)產(chǎn)生超調(diào)抖動。3 多閥門組合控制策略
【參考文獻】:
期刊論文
[1]遺傳算法在跨超聲速風洞總壓控制中的應用[J]. 王博文,黃敘輝,秦建華,唐亮. 計算機測量與控制. 2017(11)
[2]采用軟溢流模糊PID控制器的液壓墊壓邊力控制[J]. 張強,魏建華,時文卓. 浙江大學學報(工學版). 2017(06)
[3]0.6m連續(xù)式風洞調(diào)試運行關鍵技術研究[J]. 熊波,周恩民,程松,張文,劉愷,羅新福. 實驗流體力學. 2016(04)
[4]0.6m連續(xù)式跨聲速風洞總壓控制策略設計[J]. 黎壯聲,楊鵬程,陳旦,張永雙,郭守春,陳天毅. 實驗流體力學. 2016(04)
[5]增量PID算法在某風洞壓力控制中的應用改進[J]. 田昊,云長江,彭毅. 計算機測量與控制. 2016(03)
[6]模糊控制在風洞主氣流壓力自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)中的應用[J]. 楊海濱,張偉,羅承友,榮祥森,吉次自古. 兵工自動化. 2015(04)
[7]基于LabVIEW的大型超聲速風洞總壓測控系統(tǒng)設計與應用[J]. 高川,周波,蔣婧妍,褚衛(wèi)華. 測控技術. 2014(08)
[8]NF-6連續(xù)式跨聲速風洞馬赫數(shù)控制方式比較與研究[J]. 張永雙,陳旦,陳嬌. 實驗流體力學. 2013(02)
[9]2m×2m超聲速風洞流場控制策略研究與實現(xiàn)[J]. 褚衛(wèi)華,湯更生,王帆. 實驗流體力學. 2012(05)
[10]連續(xù)式跨聲速風洞設計關鍵技術[J]. 廖達雄,陳吉明,彭強,柳新民. 實驗流體力學. 2011(04)
碩士論文
[1]風洞馬赫數(shù)的控制策略與控制方法研究[D]. 易家寧.東北大學 2014
[2]基于遺傳算法優(yōu)化BP網(wǎng)絡的風洞馬赫數(shù)控制研究[D]. 連曉飛.東北大學 2011
本文編號:3385107
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