基于组态方式的风洞运行安全关车控制方法技术

本发明专利技术公开了一种基于组态方式的风洞运行安全关车控制方法，根据风洞运行安全关车中所涉及到装置的处理方式，将安全关车操作分解成与各装置对应的关车功能模块，以在不同的试验运行工况下，将与各装置相对应的关车功能模块按照相应时序和判断条件进行组态，形成与各工况对应的多个紧急关车控制策略。本发明专利技术提供一种基于组态方式的风洞运行安全关车控制方法，针对半回流暂冲式亚跨超声速风洞复杂的试验运行工况，具有组态方式灵活、易于扩展效果，适应性更好。

【技术实现步骤摘要】
基于组态方式的风洞运行安全关车控制方法
本专利技术涉及航空航天风洞试验领域，尤其是涉及一种基于组态方式的保证半回流暂冲式亚跨超声速风洞安全运行而设计的安全关车控制方法。
技术介绍
在风洞运行过程中，为了保障风洞试验运行安全，需要设计风洞运行安全关车控制方法，当风洞运行过程中出现异常紧急状况时，能够自动执行相应安全关车操作。而针对风洞型号试验的不同需求，风洞运行工况复杂，关车时涉及到的风洞设备及其关闭时机不同，导致安全关车控制方法设计复杂。现有的风洞安全关车控制方法仅针对已知工况进行一体化设计，当新增运行工况时，需要对原有的控制方法进行重新设计，无法在现有控制方法基础上仅针对新工况单独添加相应安全关车功能，可扩展性差。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是解决至少上述问题和/或缺陷，并提供至少后面将说明的优点。为了实现根据本专利技术的这些目的和其它优点，提供了一种基于组态方式的风洞运行安全关车控制方法，根据风洞运行安全关车中所涉及到装置的处理方式，将安全关车操作分解成与各装置对应的关车功能模块，包括：主调压阀的压力调节功能模块A；引射调压阀的压力调节功能模块B；模型的回零功能模块C；主调压阀的关闭功能模块D；引射调压阀的关闭功能模块E；其中，在不同的试验运行工况下，将与各装置相对应的关车功能模块按照相应时序和判断条件进行组态，形成与各工况对应的多个紧急关车控制策略。优选的是，在压力调节功能模块A以及压力调节功能模块B中，其压力调节方式被配置为包括：S10、将调压阀配置为液压驱动，电液伺服阀实时反馈当前阀芯位置对应的电流信号给控制器；S11、控制器将实时接收的电流信号转换为当前的实时阀芯位置；S12、在进行安全关车对调压阀进行压力调节时，首先判断电液伺服阀的实时阀芯位置绝对值是否大于预定值，若大于预定值，则不调节压力，保持阀位不变，否则判断集气室内的实际压力是否小于启动压力；S13、若实际压力小于启动压力，则不调节压力，保持阀位不变，否则通过控制器向电液伺服阀输出控制电流，进而通过调压阀对集气室的压力进行调节。优选的是，在S13中，控制器采用逐步增加电流值的方式对调压阀的压力进行调节，其调节方式被配置为包括：S131,控制器启动电流调节，并采用输出电流计算公式I＝±(CV×2+2)得到不同循环周期下的第一电流输出值，其中，I为计算输出电流值，CV为控制器启动计算的循环次数，且在当前压力小于目标压力时，将第一电流输出值设定为正值，否则为负值；S132，根据压力传感器当前反馈的集气室实际压力与目标压力进行，采用PID算法计算以得到对应的第二电流输出值；S133，对第一电流输出值、第二电流输出值之间的电流差值进行实时比较，当差值在预定误差范围之外时，第一电流输出值输出至电液伺服阀，否则第二电流输出值输出至电液伺服阀，以控制调压阀调节压力至目标值。优选的是，回零功能模块C包括弯刀机构、半模机构、特种机构三种工况；在弯刀机构的回零工况下，首先判断其迎角阶梯数是否为0，若为0，则判断模型已回到零位，否则判断进一步当前弯刀机构的控制方式为自动还是手动；若为自动则根据弯刀编码器反馈的当前角度打开第一换向阀控制模型回到零位；若为手动，则手动操作相应按钮打开第一换向阀控制模型回到零位。在半模机构的回零工况下，首先判断模型阶梯数是否为0，若为0则判断模型已回到零位；否则根据半模编码器反馈的当前角度控制电机转动使模型回到零位。优选的是，在主调压阀的关闭功能模块D以及引射调压阀的关闭功能模块E中进行安全关车调压阀关闭时，首先判断电液伺服阀阀芯位置是否小于预定值，若小于则控制器向电液伺服阀发送-2.5mA控制电流3秒，3秒后打开第二换向阀关闭调压阀并保持2秒，2秒后关闭第二换向阀；否则直接打开第二换向阀关闭调压阀2秒，2秒后关闭第二换向阀。优选的是，所述紧急关车控制策略包括仅使用主调压阀的第一安全关车策略，其处理方法被配置为包括：在进行安全关车时，若稳定段总压大于等于设定总压，则将通过主调压阀的压力调节功能模块A将稳定段总压调节至关车总压，否则稳定段当前总压，同时通过模型的回零功能模块C控制模型回到零位；待模型回到零位后，使用主调压阀的关闭功能模块D关闭主调压阀。优选的是，所述紧急关车控制策略被配置为仅使用引射调压阀的第二安全关车策略，其处理方法被配置为包括：在进行安全关车时，使用引射调压阀的压力调节功能模块B调节集气室压力至关车压力，通过模型的回零功能模块C控制模型回到零位；待模型回到零位后，使用引射调压阀的关闭功能模块E关闭引射调压阀。优选的是，所述紧急关车控制策略被配置为同时使用引射调压阀和主调压阀的第三安全关车策略，其处理方法被配置为包括：当进行安全关车时，若稳定段总压大于等于设定总压，使用主调压阀的压力调节功能模块A调节稳定段总压至关车总压，若稳定段总压小于设定总压，则保持稳定段当前总压；同时使用引射调压阀的压力调节功能模块B调节集气室压力至关车压力，使用模型的回零功能模块C控制模型回到零位；待模型回到零位后，同时使用主调压阀的关闭功能模块D和引射调压阀的关闭功能模块E关闭主调压阀和引射调压阀。优选的是，所述紧急关车控制策略被配置为同时使用引射调压阀和主调压阀的第四安全关车策略，其处理方法被配置为包括：当进行安全关车时，若稳定段总压大于等于设定总压，使用主调压阀的压力调节功能模块A调节稳定段总压至关车总压，若稳定段总压小于设定总压，则保持稳定段当前总压；同时使用引射调压阀的压力调节功能模块B调节集气室压力至关车压力，使用模型的回零功能模块C控制模型回到零位；待模型回到零位后，使用主调压阀的关闭功能模块D关闭主调压阀，待稳定段总压降至设定值时，使用引射调压阀的关闭功能模块E关闭引射调压阀。优选的是，所述紧急关车控制策略被配置为同时使用引射调压阀和主调压阀的的第五安全关车策略，其处理方法被配置为包括：当进行安全关车时，通过主调压阀的压力调节功能模块A调节稳定段总压至关车总压，同时使用引射调压阀的压力调节功能模块B调节集气室压力至关车压力，使用模型的回零功能模块C控制模型回到零位；待模型回到零位后，若稳定段总压小于80KPa，则使用主调压阀压力调节功能模块A调节稳定段总压至80KPa，并在总压达到80KPa后，同时使用主调压阀的关闭功能模块D和引射调压阀的关闭功能模块E关闭主调压阀和引射调压阀。本专利技术至少包括以下有益效果：本专利技术和风洞运行安全关车控制方法涉及到的装置包括主调压阀，引射调压阀，弯刀机构，半模机构，控制器，电液伺服阀，换向阀，压力传感器，通过对风洞安全关车时涉及到的所有装置功能进行分析，分解形成各装置关车功能模块，包括主调压阀、引射调压阀的压力调节功能，弯刀机构、半模机构的模型回零功能，和主调压阀、引射调压阀的关闭功能。然后针对不同的试验运行工况，将各装置关车功能模块按照一定时序和判断条件进行组态，形成各工况下的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于组态方式的风洞运行安全关车控制方法，其特征在于，根据风洞运行安全关车中所涉及到装置的处理方式，将安全关车操作分解成与各装置对应的关车功能模块，包括：/n主调压阀的压力调节功能模块A；/n引射调压阀的压力调节功能模块B；/n模型的回零功能模块C；/n主调压阀的关闭功能模块D；/n引射调压阀的关闭功能模块E；/n其中，在不同的试验运行工况下，将与各装置相对应的关车功能模块按照相应时序和判断条件进行组态，形成与各工况对应的多个紧急关车控制策略。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于组态方式的风洞运行安全关车控制方法，其特征在于，根据风洞运行安全关车中所涉及到装置的处理方式，将安全关车操作分解成与各装置对应的关车功能模块，包括：
主调压阀的压力调节功能模块A；
引射调压阀的压力调节功能模块B；
模型的回零功能模块C；
主调压阀的关闭功能模块D；
引射调压阀的关闭功能模块E；
其中，在不同的试验运行工况下，将与各装置相对应的关车功能模块按照相应时序和判断条件进行组态，形成与各工况对应的多个紧急关车控制策略。


2.如权利要求1所述的基于组态方式的风洞运行安全关车控制方法，其特征在于，在压力调节功能模块A以及压力调节功能模块B中，其压力调节方式被配置为包括：
S10、将调压阀配置为液压驱动，电液伺服阀实时反馈当前阀芯位置对应的电流信号给控制器；
S11、控制器将实时接收的电流信号转换为当前的实时阀芯位置；
S12、在进行安全关车对调压阀进行压力调节时，首先判断电液伺服阀的实时阀芯位置绝对值是否大于预定值，若大于预定值，则不调节压力，保持阀位不变，否则判断集气室内的实际压力是否小于启动压力；
S13、若实际压力小于启动压力，则不调节压力，保持阀位不变，否则通过控制器向电液伺服阀输出控制电流，进而通过调压阀对集气室的压力进行调节。


3.如权利要求2所述的基于组态方式的风洞运行安全关车控制方法，其特征在于，在S13中，控制器采用逐步增加电流值的方式对调压阀的压力进行调节，其调节方式被配置为包括：
S131,控制器启动电流调节，并采用输出电流计算公式I＝±(CV×2+2)得到不同循环周期下的第一电流输出值，其中，I为计算输出电流值，CV为控制器启动计算的循环次数，且在当前压力小于目标压力时，将第一电流输出值设定为正值，否则为负值；
S132，根据压力传感器当前反馈的集气室实际压力与目标压力进行，采用PID算法计算以得到对应的第二电流输出值；
S133，对第一电流输出值、第二电流输出值之间的电流差值进行实时比较，当差值在预定误差范围之外时，第一电流输出值输出至电液伺服阀，否则第二电流输出值输出至电液伺服阀，以控制调压阀调节压力至目标值。


4.如权利要求1所述的基于组态方式的风洞运行安全关车控制方法，其特征在于，回零功能模块C包括弯刀机构、半模机构、特种机构三种工况；
在弯刀机构的回零工况下，首先判断其迎角阶梯数是否为0，若为0，则判断模型已回到零位，否则判断进一步当前弯刀机构的控制方式为自动还是手动；若为自动则根据弯刀编码器反馈的当前角度打开第一换向阀控制模型回到零位；若为手动，则手动操作相应按钮打开第一换向阀控制模型回到零位。
在半模机构的回零工况下，首先判断模型阶梯数是否为0，若为0则判断模型已回到零位；否则根据半模编码器反馈的当前角度控制电机转动使模型回到零位。


5.如权利要求2所述的基于组态方式的风洞运行安全关车控制方法，其特征在于，在主调压阀的关闭功能模块D以及引射调压阀的关闭功能模块E中进行安全关车调压阀关闭时，首先判断电液伺服阀阀芯位置是否小于预定值，若小于则控制器向电液伺服阀发...

【专利技术属性】
技术研发人员：马列波，阎成，高鹏，徐来武，陈海峰，熊波，唐子奇，敬华，邓晓曼，秦建华，张胜，顾海涛，汪路路，徐鸣阳，樊杨杨，解金强，
申请(专利权)人：中国空气动力研究与发展中心高速空气动力研究所，
类型：发明
国别省市：四川;51