一种验证闭环控制策略的液流试验系统及方法技术方案

本发明专利技术涉及一种验证闭环控制策略的液流试验系统及方法，主要解决现有泵压式液流试验台中的泵体受负载变化和环境干扰，导致泵体出口压力波动大，从而对闭环控制策略的试验产生较大影响的问题。该系统包括高压介质供应模块、测量执行模块、预设干扰模块和数据采集模块；高压介质供应模块的输入端与介质源连接，输出端与测量执行模块的输入端连接；测量执行模块控制端与闭环控制模块电连接；数据采集模块包括第一采集单元和第二采集单元；第一采集单元的输入端与测量执行模块的输出端连接，输出端与预设干扰模块的输入端连接；第二采集单元的采集端与高压介质供应模块连接；预设干扰模块控制端与上位机电连接，输出端与介质容器连接。连接。连接。

【技术实现步骤摘要】
一种验证闭环控制策略的液流试验系统及方法


[0001]本专利技术涉及一种液流试验系统及方法，具体涉及一种验证闭环控制策略的液流试验系统及基于该系统的方法。

技术介绍

[0002]蓬勃发展的航天应用对发动机性能提出了更高的要求，由此产生了一种对推力室内燃气压力进行闭环稳定控制的方案。
[0003]在现有技术中，通常采用泵压式液流试验台对闭环控制策略进行地面试验验证，然而，由于泵压式液流试验台中的泵体受负载变化和环境干扰，导致泵体出口压力波动大，从而对闭环控制策略的试验验证有效性产生了较大影响。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是解决现有泵压式液流试验台中的泵体受负载变化和环境干扰，导致泵体出口压力波动大，从而对闭环控制策略的试验验证有效性产生较大影响的技术问题，而提供一种验证闭环控制策略的液流试验系统及方法。
[0005]为实现上述目的，本专利技术所采用的技术方案为：
[0006]一种验证闭环控制策略的液流试验系统，其特殊之处在于：
[0007]包括高压介质供应模块、测量执行模块、预设干扰模块和数据采集模块；
[0008]所述高压介质供应模块的输入端用于与外部的介质源连接，输出端与测量执行模块的输入端连接，用于向测量执行模块输送预设压力值的介质；
[0009]所述测量执行模块用于调节介质的流量大小和测量介质的压力值，其控制端用于与待验证的闭环控制模块电连接；
[0010]所述数据采集模块包括第一采集单元和第二采集单元；
[0011]所述第一采集单元的输入端与测量执行模块的输出端连接，用于采集测量执行模块输出端的流量值，输出端与预设干扰模块的输入端连接；所述第二采集单元的采集端与高压介质供应模块连接，用于获取高压介质供应模块中介质的压力值；
[0012]所述预设干扰模块用于调节测量执行模块输出端的压力值，其控制端用于与外部上位机电连接，输出端用于与外部的介质容器连接。
[0013]进一步地，所述测量执行模块包括流量调节组件和第一压力传感器；
[0014]所述流量调节组件用于调节介质的流量大小，其输入端与高压介质供应模块的输出端连接，输出端与第一采集单元的输入端连接，控制端用于与待验证的闭环控制模块电连接；
[0015]所述第一压力传感器的检测端位于流量调节组件的输出端，用于获取流量调节组件输出端的压力值；第一压力传感器的信号输出端用于与待验证的闭环控制模块电连接。
[0016]进一步地，所述流量调节组件包括流量调节器和伺服电机；
[0017]所述流量调节器的输入端与高压介质供应模块的输出端连接，输出端与第一采集
单元的输入端连接；
[0018]所述伺服电机的输出端与流量调节器的控制端连接，用于控制流量调节器的开度大小，从而调节介质的流量大小；伺服电机的控制端用于与待验证的闭环控制模块电连接。
[0019]进一步地，所述高压介质供应模块包括供应组件、开关阀和旁路调节阀；
[0020]所述旁路调节阀用于调节供应组件输出端的压力值大小；所述供应组件的输入端用于与外部的介质源连接；
[0021]所述开关阀和旁路调节阀的输入端分别与供应组件的输出端连接；所述开关阀的输出端与测量执行模块的输入端连接；所述旁路调节阀的输出端用于与外部容器连接；
[0022]所述第二采集单元的采集端位于供应组件的输出端。
[0023]进一步地，所述供应组件包括泵体、控制电机和过滤器；
[0024]所述泵体的输入端用于与外部的介质源连接，输出端与旁路调节阀的输入端连接；所述控制电机的输出端与泵体的控制端连接，用于控制泵体的转速；所述第二采集单元的采集端位于泵体的输出端；
[0025]所述过滤器一端与泵体的输出端连接，另一端与开关阀的输入端连接。
[0026]进一步地，所述预设干扰模块包括开度控制器和出口调节阀；
[0027]所述出口调节阀的输入端与第一采集单元的输出端连接，出口调节阀的输出端用于与外部的介质容器连接；
[0028]所述开度控制器的控制端用于与外部上位机电连接，输出端与出口调节阀的控制端连接，用于输出干扰信号来控制出口调节阀的开度，从而调节测量执行模块输出端的压力大小。
[0029]进一步地，所述出口调节阀的输出端和外部的介质容器之间设置有节流阀；
[0030]所述第一采集单元为流量计；
[0031]所述流量计的输入端与测量执行模块的输出端连接，输出端与出口调节阀的输入端连接；
[0032]所述第二采集单元包括第二压力传感器；所述第二压力传感器的采集端位于泵体的输出端。
[0033]同时，本专利技术还提供了一种验证闭环控制策略的液流试验方法，基于前述的一种验证闭环控制策略的液流试验系统，包括以下步骤：
[0034]步骤1、启动液流试验系统；
[0035]步骤2、调节高压介质供应模块输出端的压力值至第一预设压力值；调节测量执行模块输出端的流量大小至预设流量值；控制预设干扰模块，调节其输出端的压力值至第二预设压力值；
[0036]步骤3、等待预设时间后，控制预设干扰模块施加第三预设压力值的干扰信号，使得测量执行模块输出端的压力值偏离第二预设压力值；
[0037]步骤4、通过待验证的闭环控制模块获取测量执行模块输出端的压力变化参数，判断该压力变化参数是否在预设波动范围内；
[0038]若是，则该闭环控制模块满足要求；若否，则该闭环控制模块不符合要求；完成该闭环控制模块的验证。
[0039]进一步地，在步骤4中，所述压力变化参数包括响应时间和稳态误差；
[0040]所述预设波动范围为：响应时间≤1s，稳态误差≤2％；
[0041]在步骤2中，在步骤2中，所述第一预设压力值的范围为20
‑
40MPa；所述预设流量值的范围为10
‑
20kg/s；所述第二预设压力值的范围为5
‑
15MPa；
[0042]步骤3中，所述预设时间的范围为2
‑
5s，所述第三预设压力值的范围为0.1
‑
10MPa。
[0043]进一步地，所述第一预设压力值为30MPa；所述预设流量值为15kg/s；所述第二预设压力值为12.24MPa；
[0044]步骤3中，所述预设时间为3s，所述第三预设压力值为0.5MPa。
[0045]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
[0046]1、本专利技术的试验系统稳态参数波动小，试验系统中的流量调节器具有稳定流量的功能，在闭环控制程序和预设干扰程序均不载入时，流量调节器流量波动量小于0.5％，有效避免了外界干扰对稳态参数的影响。
[0047]2、本专利技术的试验系统工况覆盖范围广，理论上流量调节器进出口压降在2MPa
‑
30MPa变化时，流经的流量变化不明显，因此流量调节器出口压力可调节范围广，达到28MPa。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种验证闭环控制策略的液流试验系统，其特征在于：包括高压介质供应模块(1)、测量执行模块(2)、预设干扰模块(3)和数据采集模块；所述高压介质供应模块(1)的输入端用于与外部的介质源(01)连接，输出端与测量执行模块(2)的输入端连接，用于输出预设压力值的介质；所述测量执行模块(2)用于调节介质的流量大小和测量介质的压力值，其控制端用于与待验证的闭环控制模块(03)电连接；所述数据采集模块包括第一采集单元和第二采集单元；所述第一采集单元的输入端与测量执行模块(2)的输出端连接，用于采集测量执行模块(2)输出端的流量值，输出端与预设干扰模块(3)的输入端连接；所述第二采集单元的采集端与高压介质供应模块(1)连接，用于获取高压介质供应模块(1)中介质的压力值；所述预设干扰模块(3)用于调节测量执行模块(2)输出端的压力值，其控制端用于与外部上位机电连接，输出端用于与外部的介质容器(02)连接。2.根据权利要求1所述的一种验证闭环控制策略的液流试验系统，其特征在于：所述测量执行模块(2)包括流量调节组件和第一压力传感器(21)；所述流量调节组件用于调节介质的流量大小，其输入端与高压介质供应模块(1)的输出端连接，输出端与第一采集单元的输入端连接，控制端用于与待验证的闭环控制模块(03)电连接；所述第一压力传感器(21)的检测端位于流量调节组件的输出端，用于获取流量调节组件输出端的压力值；其输出端用于与待验证的闭环控制模块(03)电连接。3.根据权利要求2所述的一种验证闭环控制策略的液流试验系统，其特征在于：所述流量调节组件包括流量调节器(22)和伺服电机(23)；所述流量调节器(22)的输入端与高压介质供应模块(1)的输出端连接，输出端与第一采集单元的输入端连接；所述伺服电机(23)的输出端与流量调节器(22)的控制端连接，用于控制流量调节器(22)的开度大小，从而调节介质的流量大小；伺服电机(23)的控制端用于与待验证的闭环控制模块(03)电连接。4.根据权利要求1
‑
3任一所述的一种验证闭环控制策略的液流试验系统，其特征在于：所述高压介质供应模块(1)包括供应组件、开关阀(11)和旁路调节阀(12)；所述旁路调节阀(12)用于调节供应组件输出端的压力值大小；所述供应组件的输入端用于与外部的介质源(01)连接；所述开关阀(11)和旁路调节阀(12)的输入端分别与供应组件的输出端连接；所述开关阀(11)的输出端与测量执行模块(2)的输入端连接；所述旁路调节阀(12)的输出端用于与外部容器连接；所述第二采集单元的采集端位于供应组件的输出端。5.根据权利要求4所述的一种验证闭环控制策略的液流试验系统，其特征在于：所述供应组件包括泵体(13)、控制电机(14)和过滤器(15)；所述泵体(13)的输入端用于与外部的介质源(01)连接，输出端与旁路调节阀(12)的输入端连接；所述控制电机(14)的输出端与泵体(13)的控制端连接，用于控制泵体(13...

【专利技术属性】
技术研发人员：管杰，王鹏武，何宏疆，张琳，刘文超，刘上，靳泓睿，许元，
申请(专利权)人：西安航天动力研究所，
类型：发明
国别省市：