[发明专利]一种大型低速翼型风洞侧壁边界层控制系统

说明书

一种大型低速翼型风洞侧壁边界层控制系统，利用增量式PID控制算法实现对侧壁边界层控制系统中不确定因素进行在线补偿，气源压力控制的精确度得到改善，提高了侧壁吹气的准确性和稳定性。该控制系统的侧壁吹气改善了翼型表面流动，减小了侧壁边界层对翼型试验结果的影响，能够较好的完成风洞侧壁吹气功能，取得了良好的效果。

技术领域

本发明涉及一种大型低速翼型风洞侧壁边界层控制系统，适用于机械领域。

背景技术

翼型模型风洞试验不仅受洞壁干扰影响，也要受风洞侧壁边界层的影响。风洞试验段口径越小，侧壁边界层越厚，侧壁效应影响就越严重。这种影响主要表现在随着迎角增大，模型和侧壁相交处的边界层分离区会沿展向以约450角向模型中间剖面扩展，影响翼型的绕流特性，致使翼型模型的升力系数降低，因此对风洞侧壁边界层进行适当控制是十分必要的。

侧壁边界层控制一般采用吹气和吸气两种方式。由于气体的可压缩性、阀的非线性以及负载容腔内压力变化的不均匀性等特点，都给侧壁边界层控制带来了困难。控制系统的性能直接决定能否进行侧壁吹气及吹气的稳定性，同时气压的精密控制也影响着试验的结果。运用输出增量式PID（Proportional-比例、Integral-积分、Derivative-微分)控制算法自动控制气源阀门的开度及流量，进而控制吹气缝出口吹气量的大小，在一定程度上减小了阀门的时滞性和非线性对控制结果的影响，为采用高压气源的精确控制提供了可能。

发明内容

本发明提出了一种大型低速翼型风洞侧壁边界层控制系统，利用增量式PID控制算法实现对侧壁边界层控制系统中不确定因素进行在线补偿，气源压力控制的精确度得到改善，提高了侧壁吹气的准确性和稳定性。

本发明所采用的技术方案是：

所述侧壁边界层控制系统主要包括吹气控制系统、上下转盘同步控制系统和密封系统3大部分。

所述控制系统中，高压气源经截止阀和电动调节阀控制后，送入风洞二维试验段的稳压罐中，在稳压罐上开4路主干路气路，稳压后的气体经4个电气比例阀和气控比例阀控制后，分为8个支路，分别送到翼型侧壁前、中、后3组稳压盒中进行稳压，最后气流通过3组吹气缝对侧壁边界层进行吹除。

所述吹气控制系统包括气源压力控制系统和电气比例阀控制系统。

所述气源压力控制系统主要由稳压罐、电磁阀、大流量型空气过滤器、过滤减压阀、电气比例阀、气控比例阀、手动减压阀、压力传感器等硬件组成。

所述电气比例阀控制系统由主控计算机、D/A模块、电气比例阀、压力传感器、多通道显示控制器等元器件组成。

本发明的有益效果是：该控制系统的侧壁吹气改善了翼型表面流动，减小了侧壁边界层对翼型试验结果的影响，能够较好的完成风洞侧壁吹气功能，取得了良好的效果。

附图说明

图1是本发明的侧壁边界层控制系统原理图。

图2是本发明的气源压力控制系统原理图。

图3是本发明的电气比例阀控制系统原理图。

图中：1.电磁阀；2.大流量型空气过滤器；3.过滤减压阀；4.电气比例阀；5.气控比例阀；6.手动减压阀；7.压力传感器；8.前缝（下）；9.前缝（上）；10.压力传感器。

具体实施方式

下面结合附图和实施例本发明作进一步说明。