一种风洞稳速压同步控制数据采集系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种风洞稳速压同步控制数据采集系统，压力传感器测量低速风洞内的压力，传输至压力采集系统；气动力天平单元测量实验模型上的气动力，输出至气动力采集系统；标准压力源分别校准压力传感器、压力采集系统和稳速压传感器的校准系数传输至工业控制机，得到稳速压控制的被控过程数学模型并发送至精度控制装置，精度控制装置驱动压力采集系统、气动参数系统和气动力采集系统进行同步数据采集，稳速压传感器采集低速风洞内流场的变化传输至工业控制机，工业控制机控制电机风扇旋转。本实用新型专利技术既节省人力又可以得到高精确的数据，方法简单、实用、成本低廉、应用前景广泛。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及压力采集及控制
，尤其是一种稳速压同步控制数据采集系统。
技术介绍
在低速风洞中，计算机根据试验要求发出稳速压控制指令，通过D /A板将指令转换为模拟电压输出，经低通滤波器滤除干扰后，送入直流调速装置控制直流电机电压，从而改变电机的转速，驱动风洞风扇旋转，在风洞实验段产生风洞试验所需要的流场。对于理想的状况，当稳速压的控制精度达到最高时，进行数据变化量的采集是最准确的，同时需要同步采集各个设备的数据，才能真实反映出各种采集的变化量之间对应关系。现在稳速压技术一般采用的是模糊控制算法计算，计算机根据所得的D/A值与设置风速值按模糊控制规则生成实际风速控制风洞电机转速，使实际风速围绕设置的风速上下波动。这个波动时刻都在变化，当精度达到最高时需要同步采集数据。现在基本上是使用人工进行数据采集， 其采集过程有很大的不确定性，不可能每次都能捕捉到稳速压的最高精度。另外采集设备比较多，其中包括各种静态和动态压力采集系统、气动力采集系统、大气压、温度、湿度等测量设备，进行人工采集不可能达到同步，更无法在稳速压控制精度由最低达到最高时同步采集各种数据的变化量。针对现有技术存在的问题，国内外从不同的角度对风洞稳速压高精度同步数据采集作了许多研究。如1、申请号为CN00101566.4的中国专利“自动检测和自动控制风洞风速的方法及装置”是用模糊控制规则控制风洞电机转速，使风速自动定点稳定采集数据，但是此方法无法捕捉到稳速压控制的最高精度时刻，从而无法在该情况下进行各种采集设备的同步采集。2、申请号为CN200910059506.9的中国专利公开了“多通道振动数据同步采集系统”，此系统不能自动检测精度也无法达到同步采集。3、申请号为 CN201010153605. 6的中国专利公开了“分布式工业控制系统子站的同步控制方法”，此方法涉及矫正时间坐标，按预定要求进行数据处理和控制输出，不涉及当控制精度由最低达到最高时同步采集各种设备的数据。以上现有技术无法在稳速压控制精度达到最高时同步采集各种设备的数据。
技术实现思路
为了克服现有技术无法在稳速压的控制精度达到最高时同步采集各种设备数据的不足，本专利技术提供一种风洞稳速压同步控制数据采集系统，启动标准压力源校准稳速压传感器得到稳速压控制的校准系数至A/D转换器、工业控制机得到稳速压控制的被控过程数学模型至精度控制装置，精度控制装置根据被控过程数学模型得到当稳速压控制精度由最低达到最高时所需的时间Δ t，当延时Δ t以后精度控制装置驱动压力采集系统、气动参数系统、气动力采集系统进行同步数据采集，此时的稳速压控制精度最高。本专利技术解决技术问题所采用的技术方案是包括稳速压传感器、标准压力源、压力传感器箱、压力采集系统、气动参数系统、精度控制装置、气动力天平单元、气动力数据库、 气动力采集系统、A/D转换器、工业控制机、D/A转换器、低通滤波器、直流调速系统、直流电机、电机风扇、数据交换机。压力传感器箱中的压力传感器测量低速风洞内支撑系统所支撑的实验模型和风洞内的压力，传输至压力采集系统；气动力天平单元测量实验模型上的气动力，输出气动力电压值，与气动力数据库中存储的分段系数值相乘，得到气动力值，输出至气动力采集系统；标准压力源分别校准压力传感器和压力采集系统，使采集精度得到提高，标准压力源校准稳速压传感器得到稳速压控制的校准系数，经由A/D转换器传输至工业控制机，得到稳速压控制的被控过程数学模型，并发送至精度控制装置，精度控制装置根据被控过程数学模型得到当实际风速围绕设置风速上下波动时，从控制精度达到97. 5 %开始用逐次逼近法到达控制精度100 %所需的时间Δ t，从控制精度达到97. 5 %开始延时Δ t以后精度控制装置驱动压力采集系统、气动参数系统和气动力采集系统进行同步数据采集，此时的稳速压控制精度最高，稳速压传感器实时采集低速风洞内流场的变化，输出电压值，经由A/D 转换器传输至工业控制机，工业控制机发出稳速压控制风速指令，经D/A转换器输出模拟电压至低通滤波器滤除干扰后，送入直流调速系统，控制直流电机的电压，从而改变电机的转速，驱动电机风扇旋转，在风洞实验段产生风洞试验所需要的流场。压力采集系统、气动参数系统、气动力采集系统、稳速压控制系统分别由网络线连接至数据交换机，和工业控制机进行数据交换。所述的压力传感器箱包括动态压力传感器部分和静态压力传感器部分，所述的压力采集系统包括动态压力采集系统和静态压力采集系统。动态压力传感器部分采集风洞内和实验模型上的动态压力值，传输至动态压力采集系统，将动态压力值进行放大得到风洞内和实验模型上的动态压力值，静态压力传感器部分采集风洞内和实验模型上的静态压力值，传输至静态压力采集系统，将静态压力值进行放大得到风洞内和实验模型上的静态压力值。所述的气动参数系统包括大气压力采集系统、温度采集系统和湿度采集系统。大气压力采集系统用于采集风洞的大气压力值、温度采集系统用于采集风洞的温度值、湿度采集系统用于采集风洞的湿度值，并分别连接网络线至数据交换机进行数据交换。本专利技术的有益效果是精度控制装置根据被控过程数学模型得到当稳速压控制精度由最低达到最高时所需的时间Δ t，当延时Δ t以后精度控制装置驱动压力采集系统、气动参数系统、气动力采集系统进行同步数据采集。既节省人力又可以得到高精确的数据，方法简单、实用、成本低廉、应用前景广泛。以下结合附图和实施例对本专利技术进一步说明。附图说明图1是本专利技术系统示意图(其中虚线是网络数据线)；图2是压力采集系统示意图(其中虚线是网络数据线)。具体实施方式图1是本专利技术系统示意图，型号是NF3-ZC的支撑系统所支撑型号是HK-34的实验模型上和风洞内的压力至型号是PSI9816-M0DEL 98RK的压力传感器箱测量压力至压力采集系统得到实验模型上和风洞内的压力值。实验模型中的气动力至型号是XT9001-01 的气动力天平单元得到气动力电压值至型号是JCX-130的气动力数据库取得分段系数值进行相乘计算至型号是VXI16015S的气动力采集系统得到气动力值。型号是CPC6000的标准压力源分别校准压力传感器箱中的压力传感器、压力采集系统使采集精度得到提高。 启动标准压力源校准型号是PTJ501的稳速压传感器得到稳速压控制的校准系数至型号是 0809 A/D转换器、型号是IPC610工业控制机得到稳速压控制的被控过程数学模型至型号是H8SX/1648 32位CISC的32位单片机的精度控制装置，精度控制装置根据被控过程数学模型得到当稳速压控制精度由最低达到最高时所需的时间是1. 565秒，当延时1. 565秒以后精度控制装置驱动压力采集系统、气动参数系统、气动力采集系统进行同步采集数据，此时的稳速压控制精度最高。稳速压传感器实时感受采集风洞内风洞内流场的变化输出电压值至A/D转换器至工业控制机发出稳速压控制风速指令至型号是AD9755 D/A转换器输出模拟电压至型号是36DB/0CT的低通滤波器滤除干扰后，送入型号是KZD-Ol的直流调速装置控制型号是BHS20的直流电机电压改变电机的转速，驱动电机风扇旋转在风洞实验段产生风洞试验所需要的流场。压力采集系统、气动参数系统、气动力采集系统、稳速压控制本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种风洞稳速压同步控制数据采集系统，包括稳速压传感器、标准压力源、压力传感器箱、压力采集系统、气动参数系统、精度控制装置、气动力天平单元、气动力数据库、气动力采集系统、A/D转换器、工业控制机、D/A转换器、低通滤波器、直流调速系统、直流电机、 电机风扇和数据交换机，其特征在于压力传感器箱中的压力传感器测量低速风洞内支撑系统所支撑的实验模型和风洞内的压力，传输至压力采集系统；气动力天平单元测量实验模型上的气动力，输出气动力电压值，与气动力数据库中存储的分段系数值相乘，得到气动力值，输出至气动力采集系统；标准压力源分别校准压力传感器和压力采集系统，标准压力源校准稳速压传感器得到稳速压控制的校准系数，经由A/D转换器传输至工业控制机，得到稳速压控制的被控过程数学模型，并发送至精度控制装置，精度控制装置根据被控过程数学模型得到当实际风速围绕设置风速上下波动时，从控制精度达到97. 5 %开始用逐次逼近法到达控制精度100 %所需的时间Δ t，从控制精度达到97. 5 %开始延时Δ t以后精度控制装置驱动压力采集系统、气动参数系统和气动力采集系统进行同步数据采集，稳速压...

【专利技术属性】
技术研发人员：金承信，高正红，高永卫，惠增宏，焦予秦，
申请(专利权)人：西北工业大学，
类型：实用新型
国别省市：