一种基于多智能体的温度场控制系统及方法技术方案

本申请属于热强度试验控制领域，特别涉及一种基于多智能体的温度场控制系统及方法

【技术实现步骤摘要】
一种基于多智能体的温度场控制系统及方法


[0001]本申请属于热强度试验控制领域，特别涉及一种基于多智能体的温度场控制系统及方法
。

技术介绍

[0002]高超声速飞行器飞行时，机体在气流摩擦下会产生高温，使其内外表面形成温度梯度
。
为确认热冲击及高温热应力破坏对飞行器的影响，须对高超声速飞行器进行热强度试验
。
高超声速飞行器热强度试验一般采用石英灯管作为加热元件
。
温度场的均匀性取决于石英灯管的输出功率
、
石英灯管的间距以及石英灯管与试验件的距离，以往试验系统中石英灯管采用固定夹具安装，试验过程中灯管的间距
、
灯管与试验件的距离保持不变，其数值通过计算
‑
仿真迭代收敛确定，这种方式不能把石英灯管以外的其他环节纳入仿真过程，对于系统的大幅简化使得仿真结果偏差较大，而且仿真计算只能仿真开环过程，而非真实的闭环调节加温过程，仿真结果不可靠，同时高超声速飞机加温试验的温度载荷往往不是恒定的载荷值，而是随时间变化的载荷曲线，加温过程不存在稳态，而是始终处于动态调节的过程，结合外界环境温度扰动影响，试验要求加温全过程温度场保持均匀，采用上述方法无法满足要求
。
[0003]因此，希望有一种技术方案来克服或至少减轻现有技术的至少一个上述缺陷
。

技术实现思路

[0004]本申请的目的是提供了一种基于多智能体的温度场控制系统及方法，以解决现有技术存在的至少一个问题
。<br/>[0005]本申请的技术方案是：
[0006]本申请的第一个方面提供了一种基于多智能体的温度场控制系统，包括：
[0007]智能体模块，包括多个，每个所述智能体模块包括：
[0008]发热元件，用于加热模拟试验件；
[0009]功率控制单元，用于控制所述发热元件的输出功率；
[0010]运动机构，用于控制所述智能体模块运动；
[0011]智能控制器，用于通过所述功率控制单元控制所述发热元件到达预定的输出功率；还用于通过所述运动机构控制所述智能体模块与所述模拟试验件之间的距离，以及该智能体模块与其他智能体模块之间的距离
。
[0012]在本申请的至少一个实施例中，所述发热元件为石英灯管
。
[0013]在本申请的至少一个实施例中，所述功率控制单元为可控硅功率控制器
。
[0014]在本申请的至少一个实施例中，所述运动机构包括
X
方向运动机构以及
Y
方向运动机构，其中，
[0015]所述
X
方向运动机构包括
X
方向滚珠丝杠
、
第一伺服电机
、
第一伺服电机控制器
、X
方向位移传感器，所述
X
方向运动机构用于控制所述智能体模块在
X
方向上运动；
[0016]所述
Y
方向运动机构包括
Y
方向滚珠丝杠
、
第二伺服电机
、
第二伺服电机控制器
、Y
方向位移传感器，所述
Y
方向运动机构用于控制所述智能体模块在
Y
方向上运动
。
[0017]本申请的第二个方面提供了一种基于多智能体的温度场控制方法，基于如上所述的基于多智能体的温度场控制系统，包括：
[0018]步骤一
、
将随时间变化的温度场根据温度梯度进行简化，并将简化后的温度场划分为具有相同区域内温度的多个单一温度场；
[0019]步骤二
、
将各个单一温度场均匀划分为多个温度分区，并在每个所述温度分区中布置温度传感器以及智能体模块；
[0020]步骤三
、
以发热元件的功率为第一优先变量，以发热元件与模拟试验件之间的距离作为第二优先变量，以发热元件在每个温度分区中的坐标为第三优先变量，实现温度场的温度均匀性控制
。
[0021]专利技术至少存在以下有益技术效果：
[0022]本申请的基于多智能体的温度场控制系统，通过单智能体自适应技术，每个智能体自主调节与其他智能体的距离，并自主调节与模拟试验件的距离，自主调节石英灯管的输出功率，结合多智能体协调控制技术，保证高温加载过程中温度场的均匀性，提高温度控制精度
。
附图说明
[0023]图1是本申请一个实施方式的基于多智能体的温度场控制系统示意图
。
具体实施方式
[0024]为使本申请实施的目的
、
技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行更加详细的描述
。
在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件
。
所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例
。
下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制
。
基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围
。
下面结合附图对本申请的实施例进行详细说明
。
[0025]在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位
、
以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请保护范围的限制
。
[0026]下面结合附图1对本申请做进一步详细说明
。
[0027]本申请的第一个方面提供了一种基于多智能体的温度场控制系统，包括：多个智能体模块
。
[0028]如图1所示，每个智能体模块均包括发热元件
、
功率控制单元
、
运动机构以及智能控制器，发热元件用于对模拟试验件进行加热；功率控制单元用于控制发热元件的输出功率；运动机构用于控制智能体模块运动；智能控制器用于通过功率控制单元控制发热元件
到达预定的输出功率，还用于通过运动机构控制智能体模块与模拟试验件之间的距离，以及该智能体模块与其他智能体模块之间的距离
。
[0029]在本申请的优选实施方式中，发热元件为石英灯管，功率控制单元为可控硅功率控制器
。
运动机构包括
X
方向运动机构以及
Y
方向运动机构，其中，
X
方向运动机构包括
X
方向滚珠丝杠
、
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种基于多智能体的温度场控制系统，其特征在于，包括：智能体模块，包括多个，每个所述智能体模块包括：发热元件，用于加热模拟试验件；功率控制单元，用于控制所述发热元件的输出功率；运动机构，用于控制所述智能体模块运动；智能控制器，用于通过所述功率控制单元控制所述发热元件到达预定的输出功率；还用于通过所述运动机构控制所述智能体模块与所述模拟试验件之间的距离，以及该智能体模块与其他智能体模块之间的距离
。2.
根据权利要求1所述的基于多智能体的温度场控制系统，其特征在于，所述发热元件为石英灯管
。3.
根据权利要求2所述的基于多智能体的温度场控制系统，其特征在于，所述功率控制单元为可控硅功率控制器
。4.
根据权利要求3所述的基于多智能体的温度场控制系统，其特征在于，所述运动机构包括
X
方向运动机构以及
Y
方向运动机构，其中，所述
X
方向运动机构包括
X
方向滚珠丝杠
、
第一伺服电机
、
第一伺服电机控制器
、X
方向位移传...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭小鹏，李炳秀，张发明，
申请(专利权)人：中国航空工业集团公司沈阳飞机设计研究所，
类型：发明
国别省市：