[发明专利]一种风洞稳速压同步控制数据采集系统

说明书

技术领域

本发明涉及压力采集及控制技术领域，尤其是一种稳速压同步控制数据采集系统。

背景技术

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。

发明内容

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，本发明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△t，当延时△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。

本发明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△t，从控制精度达到97.5﹪开始延时△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。