一种角度自动调节的等离子体激励器支撑装置及其控制方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种角度自动调节的等离子体激励器支撑装置，包括：支撑柱，其竖直间隔设置，所述支撑柱高度能够调节；从动轮，其可旋转设置在所述支撑柱相对侧上部且所述从动轮相对设置；主动轮，其可旋转设置在所述从动轮正上方的支撑柱上且所述主动轮相对设置，所述主动轮与所述从动轮啮合传动；第一支撑杆，其两端固定连接相对设置的所述从动轮中心处；第二支撑杆，其两端偏心连接相对设置的所述从动轮，且所述第二支撑杆与所述第一支撑杆平行；动力机构，其固定设置在所述支撑柱顶端，且输出端与所述主动轮中心固定连接，用于驱动所述主动轮旋转。本发明专利技术还提供一种角度自动调节的等离子体激励器支撑装置的控制方法。

【技术实现步骤摘要】
一种角度自动调节的等离子体激励器支撑装置及其控制方法
本专利技术涉及等离子体激励器支撑设备
，更具体的是，本专利技术涉一种角度自动调节的等离子体激励器支撑装置及其控制方法。
技术介绍
等离子体应用到汽车背部时，对整车气动阻力的降低有显著的效果。当探究等离子体激励对汽车模型背部角度最佳控制时，需要不断更换具有不同倾角的车尾，甚至是调换具有不同背部倾角的整车模型，然后再重新安装并布置等离子体电极，试验准备过程繁琐，而且更换之后，两电极之间的高度、横向距离等参数难以保证相同，试验操作性和可重复性较差，降低了试验精度。
技术实现思路
本专利技术的目的是设计开发了一种角度自动调节的等离子体激励器支撑装置，通过主动轮和从动轮啮合传动，使得支撑板的角度可调节进而使得等离子体器的角度可调节，提高试验精度。本专利技术的另一个目的是计开发了一种角度自动调节的等离子体激励器支撑装置的控制方法，通过控制从动轮的旋转圈数精确控制主动轮的旋转角度，进而控制等离子体器的角度。本专利技术还能用模糊控制器和模糊PID控制器并联，并根据支撑柱的高度和风速确定等离子体的旋转角度差，以快速确定等离子体器的最佳角度。本专利技术提供的技术方案为：一种角度自动调节的等离子体激励器支撑装置，包括：支撑柱，其竖直间隔设置，所述支撑柱高度能够调节；从动轮，其可旋转设置在所述支撑柱相对侧上部且所述从动轮相对设置；主动轮，其可旋转设置在所述从动轮正上方的支撑柱上且所述主动轮相对设置，所述主动轮与所述从动轮啮合传动；第一支撑杆，其两端固定连接相对设置的所述从动轮中心处；第二支撑杆，其两端偏心连接相对设置的所述从动轮，且所述第二支撑杆与所述第一支撑杆平行；动力机构，其固定设置在所述支撑柱顶端，且输出端与所述主动轮中心固定连接，用于驱动所述主动轮旋转，其中，初始状态时，所述第一支撑杆和所述第二支撑杆所在平面与地面平行。优选的是，所述动力机构为驱动电机，所述主动轮的转动方向相反。优选的是，还包括：支撑板，其固定设置在所述第一支撑杆和所述第二支撑杆上，用于固定等离子体激励器；底座，其固定设置在所述支撑柱底部，用于固定所述支撑柱。优选的是，还包括连接轴，其固定设置在所述支撑柱相对侧上部，所述从动轮可旋转套设在所述连接轴上。优选的是，所述支撑柱包括：底柱；以及升降柱，其套设在所述底柱内，且能够沿所述底柱轴向运动；液压装置，其设置在所述底柱和升降柱之间，用于驱动所述升降柱沿所述底柱轴向运动。优选的是，所述等离子激励器包括：负电极；以及正电极，其设置在所述负电极上方；绝缘介质，其设置在所述正电极和负电极之间；其中，当所述正电极和负电极以高压连接时，所述正电极的下游产生稳定的等离子体。一种角度自动调节的等离子体激励器支撑装置的控制方法，包括：根据支撑柱的高度和风速确定等离子体器的旋转角度差Δn，并以所述旋转角度差Δn逐步旋转所述等离子体器直至确定等离子体器的最优旋转角度，使得等离子体器的气动减阻能力最佳，其中，所述等离子体器的旋转角度通过支撑板旋转控制，所述支撑板的旋转角度满足：其中，θ为支撑板的旋转角度，π为圆周率，n为从动轮的旋转圈数，n1为主动轮的齿数，n2为从动轮的齿数。优选的是，所述根据支撑柱的高度和风速确定等离子体器的旋转角度差Δn包括模糊控制器：将支撑柱的高度H、风速V输入模糊控制器，所述模糊控制器中支撑柱的高度H和风速V分为7个等级；模糊控制器输出等离子体器的旋转角度差Δn，输出分为7个等级；所述支撑柱的高度H的模糊论域为[1,1.8]，其量化因子为1；所述风速V的模糊论域为[0,1]，定量化因子为22；输出等离子体器的旋转角度差Δn的模糊论域为[1,5]，定量化因子为1；输入和输出的模糊集为{NB，NM，NS，0，PS，PM，PB}。优选的是，还包括模糊PID控制器：输入第i个测试过程的空气阻力值Fg和理想空气阻力值的偏差e、偏差变化率ec，输出PID的比例系数、比例积分系数和微分系数，比例系数、比例积分系数和微分系数输入PID控制器进行等离子体器的旋转角度差Δn的误差补偿控制。优选的是，还包括：所述空气阻力值Fg和理想空气阻力值的偏差e的模糊论域为[-1,1]，定量化因子为100；所述偏差变化率ec的模糊论域为[-3,3]，定量化因子为15；所述输出PID的比例系数的模糊论域为[-1,1]，其定量化因子为0.1；比例积分系数的模糊论域为[-1,1]，其定量化因子为0.1；微分系数的模糊论域为[-1,1]，其定量化因子为0.0001；所述偏差e和偏差变化率ec分为7个等级；所述输出PID的比例系数、比例积分系数和微分系数分为7个等级；所述模糊PID控制器的输入和输出的模糊集为{NB，NM，NS，0，PS，PM，PB}。本专利技术所述的有益效果：(1)本专利技术提供的角度自动调节的等离子体激励器支撑装置，通过主动轮和从动轮啮合传动，使得支撑板的角度可调节进而使得等离子体器的角度可调节，便于探究等离子体对不同车型的尾部倾角以及飞行器尾部倾角的最佳控制，充分发挥等离子体减阻的能力，提高试验精度。(2)本专利技术提供的角度自动调节的等离子体激励器支撑装置的控制方法，通过控制主动轮的旋转圈数精确控制从动轮的旋转角度，进而控制等离子体器的角度；还能用模糊控制器和模糊PID控制器并联，并根据支撑柱的高度和风速确定等离子体的旋转角度差，以快速确定等离子体器的最佳角度。附图说明图1为本专利技术所述角度自动调节的等离子体激励器支撑装置的结构示意图。图2为本专利技术所述角度自动调节的等离子体激励器支撑装置的结构示意图。图3为本专利技术所述角度自动调节的等离子体激励器支撑装置的结构示意图。图4为本专利技术所述角度自动调节的等离子体激励器支撑装置的局部结构示意图。图5为本专利技术所述角度自动调节的等离子体激励器支撑装置的局部结构示意图。图6是本专利技术所述模糊控制器和模糊PID控制器的示意图。图7是本专利技术所述模糊控制器的输入支撑柱的高度H的隶属度函数图。图8是本专利技术所述模糊控制器的输入风速V的隶属度函数图。图9是本专利技术所述模糊控制器的输出等离子体器的旋转角度差Δn的隶属度函数图。图10是本专利技术所述模糊PID控制器的输入偏差e的隶属度函数图。图11是本专利技术所述模糊PID控制器的输入偏差变化率ec的隶属度函数图。图12是本专利技术所述模糊PID控制器的输出比例系数Kp的隶属度函数图。图13是本专利技术所述模糊PID控制器的输出比例积分系数Ki的隶属度函数图。图14是本专利技术所述模糊PID控制器的输出微分系数Kd的隶属度函数图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。本专利技术可以有许多不同的形式实施，而不应该理解为限于再此阐述的实施例，相反，提供这些实施例，使得本公开将是彻底和完整的。在附图中，为了清晰起见，会夸大结构和区域的尺寸和相对尺寸。如图1-5所示，本专利技术提供一种角度自动调节的等离子体激励器支撑装置，包括：支撑柱110，其竖直间隔设置，所述支撑柱110高度能够调节；从动轮120，其可旋转设置在所述支撑柱110相对侧上部且所述从动轮120相对设置；主动轮130，其可旋转设置在所述从动轮120正上方的支撑柱110上且所述主动轮130相对设置，所述主动轮130与所述从动轮120啮合传动本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种角度自动调节的等离子体激励器支撑装置，其特征在于，包括：支撑柱，其竖直间隔设置，所述支撑柱高度能够调节；从动轮，其可旋转设置在所述支撑柱相对侧上部且所述从动轮相对设置；主动轮，其可旋转设置在所述从动轮正上方的支撑柱上且所述主动轮相对设置，所述主动轮与所述从动轮啮合传动；第一支撑杆，其两端固定连接相对设置的所述从动轮中心处；第二支撑杆，其两端偏心连接相对设置的所述从动轮，且所述第二支撑杆与所述第一支撑杆平行；动力机构，其固定设置在所述支撑柱顶端，且输出端与所述主动轮中心固定连接，用于驱动所述主动轮旋转，其中，初始状态时，所述第一支撑杆和所述第二支撑杆所在平面与地面平行。

【技术特征摘要】
1.一种角度自动调节的等离子体激励器支撑装置，其特征在于，包括：支撑柱，其竖直间隔设置，所述支撑柱高度能够调节；从动轮，其可旋转设置在所述支撑柱相对侧上部且所述从动轮相对设置；主动轮，其可旋转设置在所述从动轮正上方的支撑柱上且所述主动轮相对设置，所述主动轮与所述从动轮啮合传动；第一支撑杆，其两端固定连接相对设置的所述从动轮中心处；第二支撑杆，其两端偏心连接相对设置的所述从动轮，且所述第二支撑杆与所述第一支撑杆平行；动力机构，其固定设置在所述支撑柱顶端，且输出端与所述主动轮中心固定连接，用于驱动所述主动轮旋转，其中，初始状态时，所述第一支撑杆和所述第二支撑杆所在平面与地面平行。2.如权利要求1所述的角度自动调节的等离子体激励器支撑装置，其特征在于，所述动力机构为驱动电机，所述主动轮的转动方向相反。3.如权利要求1或2所述的角度自动调节的等离子体激励器支撑装置，其特征在于，还包括：支撑板，其固定设置在所述第一支撑杆和所述第二支撑杆上，用于固定等离子体激励器；底座，其固定设置在所述支撑柱底部，用于固定所述支撑柱。4.如权利要求3所述的角度自动调节的等离子体激励器支撑装置，其特征在于，还包括连接轴，其固定设置在所述支撑柱相对侧上部，所述从动轮可旋转套设在所述连接轴上。5.如权利要求1、2或4所述的角度自动调节的等离子体激励器支撑装置，其特征在于，所述支撑柱包括：底柱；以及升降柱，其套设在所述底柱内，且能够沿所述底柱轴向运动；液压装置，其设置在所述底柱和升降柱之间，用于驱动所述升降柱沿所述底柱轴向运动。6.如权利要求3所述的角度自动调节的等离子体激励器支撑装置，其特征在于，所述等离子激励器包括：负电极；以及正电极，其设置在所述负电极上方；绝缘介质，其设置在所述正电极和负电极之间；其中，当所述正电极和负电极以高压连接时，所述正电极的下游产生稳定的等离子体。7.一种角度自动调节的等离子体激励器支撑装置的控制方法，其特征在于，包括：根据支撑柱的高度和风速确定等离子体器的旋转角度差Δn，并以所述旋转角度差Δn逐步旋转所述等离子体器直...

【专利技术属性】
技术研发人员：王靖宇，周申申，胡兴军，郭鹏，辛俐，惠政，张靖龙，王坤阳，丁九洋，孙兴智，黄珊，齐胜业，刘龙威，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：发明
国别省市：吉林,22