一种基于暂冲气源的大流量高稳定马赫数风洞快速调节系统及方法技术方案

本发明专利技术提出一种基于暂冲气源的大流量高稳定马赫数风洞快速调节系统及方法。其结构包括暂冲气源、主阀、辅阀、喷管、压力传感器、马赫数传感器及控制单元，其中辅阀具有更快的小流量调节能力，与主阀并联连接。其步骤为：(1)在辅阀50％开度基础上，对风洞能力范围内的特征马赫数点进行主阀手动调节，获得相应马赫数下主阀开度和气源压力关系曲线簇；(2)根据指令马赫数和当前气源压力，通过二维线性插值获得主阀开度；(3)利用辅阀进行指令马赫数的闭环PID调节，维持出口马赫数。本发明专利技术采取主阀前馈和辅阀闭环PID的复合控制策略，解决了风洞试验中由于气源压力不断下降及主阀重复度差、非线性强、调节速度慢带来的出口马赫数不容易稳定的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种基于暂冲气源的大流量高稳定马赫数风洞快速调节系统及方法
本专利技术涉及一种基于暂冲气源的大流量高稳定马赫数风洞快速调节系统及方法，属于航空航天工业风洞试验测控领域。
技术介绍
风洞是航空航天工业中最常用的空气动力学实验设备之一，它是以人工的方式产生并且控制气流，用来模拟飞行器或实体周围气体的流动情况，并可量度气流对实体的作用效果以及观察物理现象的一种管道状实验设备。风洞试验是获取飞行器气体动力学数据，衡量飞行器外形设计布局以及评估飞行性能的重要手段。对于航空航天工业中常用的射流式风洞，风洞试验数据受出口马赫数精度的影响非常明显，因此出口马赫数是最需要精确控制的气动参数之一。基于暂冲气源的风洞称为暂冲式风洞，多以高压储气罐作为暂冲气源系统。与连续式风洞相比，暂冲气源可以提供更大的流量和更大的马赫数，其运行期间由于气源快速消耗，储气罐中气源压力下降迅速，根据暂冲气源初始气源压力及储气罐体积的不同，暂冲式风洞的运行时间通常为几秒到几十秒。气源压力的快速下降使得风洞出口马赫数随之减小，为了在试验过程中提供稳定准确的出口马赫数，目前工本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于暂冲气源的大流量高稳定马赫数风洞快速调节系统及方法，其特征是结构包括暂冲气源、主阀、辅阀、喷管、压力传感器、马赫数传感器及控制单元；所述暂冲气源包括空气压缩机组和高压球罐，气源输出大流量气流，经过主阀和辅阀调节后，通过喷管射出；所述主阀为大流量调节阀，辅阀为小流量调节阀，辅阀具有更快的调节速度和更高的调节精度；所述喷管为出口面积一定的收缩喷管；所述控制单元根据马赫数指令、马赫数传感器测得的实际马赫数及压力传感器测得的当前暂冲气源压力，计算出控制指令对主阀、辅阀进行开度控制。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于暂冲气源的大流量高稳定马赫数风洞快速调节系统及方法，其特征是结构包括暂冲气源、主阀、辅阀、喷管、压力传感器、马赫数传感器及控制单元；所述暂冲气源包括空气压缩机组和高压球罐，气源输出大流量气流，经过主阀和辅阀调节后，通过喷管射出；所述主阀为大流量调节阀，辅阀为小流量调节阀，辅阀具有更快的调节速度和更高的调节精度；所述喷管为出口面积一定的收缩喷管；所述控制单元根据马赫数指令、马赫数传感器测得的实际马赫数及压力传感器测得的当前暂冲气源压力，计算出控制指令对主阀、辅阀进行开度控制。


2.根据权利要求1所述的一种基于暂冲气源的大流量高稳定马赫数风洞快速调节系统及方法，其特征在于所述主阀为大流量调节阀，大流量调节能力强，调节速度慢，通常存在死区、滞环、重复度差等不利于精确调节的特性；辅阀为本发明增设的机构，采用小流量高精度快速调节阀，小流量调节能力强，调节速度快，与主阀并联连接，提高风洞出口马赫数快速调节能力。


3.根据权利要求1所述的一种基于暂冲气源的大流量高稳定马赫数风洞快速调节系统及方法，其特征在于其调节方法包括以下步骤：
(1)在辅阀50％开度的基础上，对风洞能力范围内的几个特征马赫数点进行主阀手动调节，获得相应马赫数下主阀开度和暂冲气源压力关系曲线簇；
(2)根据指令马赫数Mr及当前气源压力，通过二维线性插值获得当前主阀开度，作为基于暂冲气源的大流量风洞稳定马赫数调节...

【专利技术属性】
技术研发人员：李凌蔚，张兴龙，吴宋伟，
申请(专利权)人：南京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32