[发明专利]可变容腔气体压力快速稳定控制装置

说明书

技术领域

本发明属于航空发动机半物理模拟试验技术，涉及一种可变容腔气体压力快速稳定控制装置。

背景技术

在模拟全包线范围内工作的航空发动机半物理模拟试验中，应当给数控系统的真实传感器提供当前状态发动机测压点对应的空气压力。半物理模拟试验器要求将发动机数学模型输出的空气压力电信号转换成真实的空气压力，以便给传感器提供实验环境。国内目前生产的电气转换器主要用于工业自动化控制，特别是化工系统阀门的远程控制，其性能无法用于航空发动机半物理模拟试验。主要存在以下问题：1)输出压力低，输出压力为0.02MPa～0.1MPa控制信号。2)响应时间长，一般时间常数约为0.5秒左右。国内目前没有可供航空发动机半物理模拟试验的可变容腔气体压力快速稳定控制装置。俄罗斯的可变容腔气体压力快速稳定控制装置可以应用于航空发动机半物理模拟试验，但其价格贵、成本高、采购受限制；而且性能不稳定，要随时标定，使用寿命短，耗气量大。

发明内容

本发明的目的是：提出一种响应时间快、稳态精度高、耗气量小、成本低、可长时间稳定工作的可变容腔气体压力快速稳定控制装置，以满足航空发动机半物理模拟试验的需要。

本发明的技术方案是：可变容腔气体压力快速稳定控制装置，包括一个可变容腔和计算机，其特征在于，气体压力快速稳定控制装置由计算机、电液伺服阀、PWM控制器、可变容腔和压力传感器组成；计算机通过总线与PWM控制器连接，PWM控制器的控制信号输出端与电液伺服阀的控制信号输入端连接，压力传感器的压力信号输出端与PWM控制器的压力信号输入端连接，电液伺服阀的气体入口通过管路与压缩气源连通，电液伺服阀的气体出口通过管路与可变容腔的气体入口连通，压力传感器的感压口通过管路与可变容腔的内腔连通，电液伺服阀的通大气口通大气。

本发明的优点是：动态响应快，时间常数能达到100ms；稳态精度高，控制精度能达到控制压力全程的±1％；成本低；可长时间稳定工作；满足了航空发动机半物理模拟试验的需要。

附图说明

图1是本发明的结构原理框图。

具体实施方式

下面对本发明做进一步详细说明。参见图1，可变容腔气体压力快速稳定控制装置，包括一个可变容腔4和计算机1，其特征在于，气体压力快速稳定控制装置由计算机1、电液伺服阀2、PWM控制器3、可变容腔4和压力传感器5组成；计算机1通过总线与PWM控制器3连接，PWM控制器3的控制信号输出端与电液伺服阀2的控制信号输入端2d连接，压力传感器5的压力信号输出端与PWM控制器3的压力信号输入端连接，电液伺服阀2的气体入口2a通过管路与压缩气源连通，电液伺服阀2的气体出口2c通过管路与可变容腔4的气体入口连通，压力传感器5的感压口通过管路与可变容腔4的内腔连通，电液伺服阀2的通大气口2b通大气。

本发明的工作原理是：系统上电后，通过计算机1设置可变容腔4的压力，通过PWM控制器3控制电液伺服阀2的阀门开度向可变容腔4的内腔供气，将电液伺服阀2的气体入口2a的压缩空气调制成电液伺服阀2的气体出口2c的压力控制气体，进而控制可变容腔4内的气体压力，利用传感器5采集的压力信号作为反馈进行闭环控制，实现了可变容腔4压力的快速响应控制。

本发明的一个实施例中，计算机1为航空发动机半物理模拟试验台的计算机，可变容腔4为现有设备，它是一个容积可调的压力容器，可变容腔4的容腔内部内有活塞，通过手动或者机械驱动可以调整活塞位置，从而获得不同的容积，可变容腔4上安装有压力表。电液伺服阀2、PWM控制器3和压力传感器5均采用市售的成品件，电液伺服阀的型号为CSDY1-30射流管型电液伺服阀，PWM控制器为PWM-100，传感器选用CYG1402的压阻式压力变送器。