一种直升机液冷控制系统及其控制方法技术方案

本发明专利技术公开了一种直升机液冷控制系统，主要由液冷显示控制装置、储液箱、电加热器、增压泵、关断阀、温控活门、液体冷却散热器、过滤器、换热冷板，流量传感器、液位传感器、换热冷板出口温度传感器、入口温度传感器、冷板入口压力传感器、冷板出口压力传感器、压差传感器、储液箱温度传感器T3、增压泵出口压力传感器及管路等组成。液冷显示控制装置与电加热器、增压泵、关断阀、温控活门、液体冷却散热器、以上各传感器进行电气连接。还公开了一种控制方法。本发明专利技术通过监测管路中冷却液的温度、运用神经网络PID温控算法，控制液冷系统中管路的温控活门，实现液冷系统冷热温度的闭环调节，冷却液温度响应速度快。响应速度快。响应速度快。

【技术实现步骤摘要】
一种直升机液冷控制系统及其控制方法


[0001]本专利技术涉及航空机载电子设备
，具体的说，是一种直升机液冷控制系统及其控制方法。

技术介绍

[0002]国内直升机上应用的液冷系统主要是间接液冷方式，间接液冷系统工作时，冷却液通过增压泵增压至管路中循环流动，吸收并带走热量，达到雷达设备的散热。直升机上的液冷系统一般以雷达开启的最大功耗状态为工作条件，需要人工进行干预，是一个开环的运行系统，这不利于液冷系统的监控和控制，同时控制液冷系统的冷却液温度变化率迟滞严重，液冷系统功耗等飞机上的资源也造成不必要的浪费。液冷系统调节冷热温度也主要靠分流管路，可调节性不强，温度的变化容易受到环境、工作状态的影响。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于提供一种直升机液冷控制系统及其控制方法，实现液冷系统的闭环控制，快速调节温控活门，使换热冷板入口的温度稳定。
[0004]本专利技术通过下述技术方案解决上述问题：
[0005]一种直升机液冷控制系统，包括：
[0006]储液箱，通过第一管路连接温控活门；第一管路上设置有增压泵和第一关断阀，增压泵出口设置所述第三压力传感器；储液箱内部设有电加热器、液位传感器和第三温度传感器；
[0007]温控活门，温控活门的第一输出口连接热边管路，温控活门的第二输出口连接冷边管路，第一冷边管路上设置有液体冷却散热器，冷边管路的输出与热边管路的输出端连通第三管路；
[0008]过滤器，过滤器设置在第三管路上，第三管路的输出端分别连接换热冷板管路和溢流阀管路；过滤器的两端设置有压差传感器；
[0009]换热冷板设置在换热冷板管路上，溢流阀设置在溢流阀管路上；换热冷板的入口处设置有第一温度传感器和第一压力传感器，出口处设置有第二温度传感器和第二压力传感器；
[0010]换热冷板管路和溢流阀管路的输出端连通并连接第四管路，第四管路上设置有流量传感器和第二关断阀；第四管路的输出端连接所述储液箱的输入端；
[0011]所述液位传感器、第一温度传感器、第二温度传感器、第三温度传感器、第一压力传感器、第二压力传感器、第三压力传感器电连接液冷显示控制装置；液冷显示控制装置驱动连接所述第一关断阀、第二关断阀、温控活门、增压泵、电加热器、液体冷却散热器和用于配合液体冷却散热器的风机，液冷显示控制装置用于根据接收的控制指令和用户的操作指令控制第一关断阀、第二关断阀、增压泵、电加热器、液体冷却散热器和风机，以及用于根据采集的传感器数据采用神经网络PID温控算法控制温控活门实现系统的闭环调节。
[0012]通过监测管路中冷却液的温度、运用神经网络PID温控算法，控制液冷系统中管路的温控活门，实现液冷系统冷热温度的闭环调节，其冷却液温度响应速度快。
[0013]所述液冷显示控制装置包括第一插头座、第二插头座、控制板、继电器组、电流取样板和转接板，所述第一插头座通过转接板电连接电流取样板、滤波板和继电器组，所述电流取样板、滤波板和继电器组电连接控制板，所述继电器组的输出连接所述增压泵、电加热器、液体冷却散热器和风机；滤波板的输出连接所述第一关断阀、第二关断阀和温控活门，所述第二插头座通过转接板电连接滤波阵列，滤波阵列连接采集板、主控板、显示屏、导光板和控制板，采集板和主控板电连接，滤波阵列用于从第二插头座获取第一关断阀、第二关断阀和温控活门的反馈信号、采集的传感器数据、用户的操作指令和控制指令，并经采集板传输至主控板，还用于接收主控板的信号并输出至显示屏进行显示或输出至控制板由控制板控制滤波板或继电器组，以及用于接收导光板的信号并输出至主控板。
[0014]一种直升机液冷控制方法，包括：
[0015]步骤S1：液冷显示控制装置采集用户的操作指令或接收上位机发送的控制指令，启动液冷系统；
[0016]步骤S2：液冷显示控制装置上电自检，检测电加热器、增压泵、关断阀、温控活门、液体冷却散热器的状态，以及检测流量传感器、液位传感器、换热冷板出入口温度和压力、过滤器两端压差、储液箱温度和增压泵出口传感器的参数是否正常，识别出液冷系统各组件是否正常；
[0017]步骤S3：液冷显示控制装置检测换热冷板的入口温度，采用神经网络PID温控算法计算温控活门开度，调节温控活门开度，直到换热冷板入口温度达到目标温度。
[0018]所述步骤S3具体为：
[0019]步骤S31：检测换热冷板的入口温度电压信号并转换为温度值；
[0020]步骤S32：计算出当前温度值与期望值之间的误差e(k)，由神经网络PID温控算法：
[0021]U(k)＝U(k
‑
1)+K
p
(e(k)
‑
e(k
‑
1))+K
i
e(k)+K
d
(e(k)
‑
2e(k
‑
1)+e(k
‑
2))
ꢀꢀꢀ
(1)
[0022]ΔU(k)＝K
p
(e(k)
‑
e(k
‑
1))+K
i
e(k)+K
d
(e(k)
‑
2e(k
‑
1)+e(k
‑
2))
ꢀꢀꢀ
(2)
[0023]作如下变换：
[0024]X1(k)＝e(k)
‑
e(k
‑
1)
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(3)
[0025]X2(k)＝e(k)
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(4)
[0026]X3(k)＝e(k)
‑
2e(k
‑
1)+e(k
‑
2)
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(5)
[0027]将K
p
为比例系数、K
i
为积分系数、K
d
为微分系数，U(k)为控制率；
[0028]K
p
、K
i
、K
d
视为矩阵X的加权，记作ω
i
(k)；
[0029]根据公式(3)、(4)和(5)更新X矩阵，作为调节增量PID的变化因子；
[0030]引入比例系数K，则表达式改为：
[0031][0032][0033]其中，x
i
(k)为X矩阵的值，i＝1,2,3；
[0034]根据公式(6)更新ω矩阵，重新计算增量PID
△
U(k)的值；
[0035]根据学习规则更新K
p
、K
i
、K
d
，学习规则如下：
[0036]Δω
i
(k)＝η
i
*e(k)*U(k
‑
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种直升机液冷控制系统，其特征在于，包括：储液箱，通过第一管路连接温控活门；第一管路上设置有增压泵和第一关断阀，增压泵出口设置所述第三压力传感器；储液箱内部设有电加热器、液位传感器和第三温度传感器；温控活门，温控活门的第一输出口连接热边管路，温控活门的第二输出口连接冷边管路，第一冷边管路上设置有液体冷却散热器，冷边管路的输出与热边管路的输出端连通第三管路；过滤器，过滤器设置在第三管路上，第三管路的输出端分别连接换热冷板管路和溢流阀管路；过滤器的两端设置有压差传感器；换热冷板设置在换热冷板管路上，溢流阀设置在溢流阀管路上；换热冷板的入口处设置有第一温度传感器和第一压力传感器，出口处设置有第二温度传感器和第二压力传感器；换热冷板管路和溢流阀管路的输出端连通并连接第四管路，第四管路上设置有流量传感器和第二关断阀；第四管路的输出端连接所述储液箱的输入端；所述液位传感器、第一温度传感器、第二温度传感器、第三温度传感器、第一压力传感器、第二压力传感器、第三压力传感器电连接液冷显示控制装置；液冷显示控制装置驱动连接所述第一关断阀、第二关断阀、温控活门、增压泵、电加热器、液体冷却散热器和用于配合液体冷却散热器的风机，液冷显示控制装置用于根据接收的控制指令和用户的操作指令控制第一关断阀、第二关断阀、增压泵、电加热器、液体冷却散热器和风机，以及用于根据采集的传感器数据采用神经网络PID温控算法控制温控活门实现系统的闭环调节。2.根据权利要求1所述的一种直升机液冷控制系统，其特征在于，所述液冷显示控制装置包括第一插头座、第二插头座、控制板、继电器组、电流取样板和转接板，所述第一插头座通过转接板电连接电流取样板、滤波板和继电器组，所述电流取样板、滤波板和继电器组电连接控制板，所述继电器组的输出连接所述增压泵、电加热器、液体冷却散热器和风机；滤波板的输出连接所述第一关断阀、第二关断阀和温控活门，所述第二插头座通过转接板电连接滤波阵列，滤波阵列连接采集板、主控板、显示屏、导光板和控制板，采集板和主控板电连接，滤波阵列用于从第二插头座获取第一关断阀、第二关断阀和温控活门的反馈信号、采集的传感器数据、用户的操作指令和控制指令，并经采集板传输至主控板，还用于接收主控板的信号并输出至显示屏进行显示或输出至控制板由控制板控制滤波板或继电器组，以及用于接收导光板的信号并输出至主控板。3.一种直升机液冷控制方法，其特征在于，基于如权利要求1或2所述的系统实现，方法包括：步骤S1：液冷显示控制装置采集用户的操作指令或接收上位机发送的控制指令，启动液冷系统；步骤S2：液冷显示控制装置上电自检，检测电加热器、增压泵、关断阀、温控活门、液体冷却散热器的状态，以及检测流量传感器、液位传感器、换热冷板出入口温度和压力、过滤器两端压差、储液箱温度和增压泵出口传感器的参数是否正常，识别出液冷系统各组件是否正常；步骤S3：液冷显示控制装置检测换热冷板的入口温度，采用神经网络PID温控算法计算温控活门开度，调节温控活门开度，直到换热冷板入口温度达到目标温度。
4.根据权利要求3所述的一种直升机液冷控制方法，其特征在于，所述步骤S3具体为：步骤S31：检测换热冷板的入口温度电压信号并转换为温度值；步骤S32：计算出当前温度值与期望值之间的误差e(k)，由神经网络PID温...

【专利技术属性】
技术研发人员：何雪松，李正霖，陈昱，
申请(专利权)人：成都新洲航空设备有限责任公司，
类型：发明
国别省市：