[发明专利]一种风洞螺旋桨滑流气源系统控制方法

权利要求书

1.一种风洞螺旋桨滑流气源系统控制方法，所述控制方法所采用的控制装置包括一个储气罐(1)，储气罐(1)以下依次连接气动截止阀(2)、一级减压装置(3)、初级电加热装置(4)、次级电加热装置(5)、二级减压装置(6)，经二级减压装置(6)减压后的气体吹动螺旋桨(7)转动，其中，一级减压装置(3)和二级减压装置(6)均由大气动调节阀(8)和小气动调节阀(9)并联构成，在二级减压装置(6)的前、后分别设置压力传感器，其特征在于：所述控制方法的具体步骤如下：

步骤一、试验前的一级减压装置(3)的压力调节

将给定的进入二级减压装置(6)之前的气体压力值作为保压压力设定值，打开气动截止阀(2)和一级减压装置(3)的小气动调节阀(9)，将保压压力设定值与测量得到的二级减压装置(6)前的压力数值进行比较，调节小气动调节阀(9)，使两个数值一致；

步骤二、试验前的二级减压装置(6)的压力调节

将二级减压装置(6)输出的流量分为大流量和小流量两种，所述大流量是指气体质量流量Qm为5～20kg/s，小流量是指气体质量流量Qm小于5kg/s，以下分别介绍这两种流量的控制模式：

所述大流量控制模式为：打开一级减压装置(3)的大气动调节阀(8)，将给定的一级稳压压力设定值与测量得到的二级减压装置(6)前的压力数值进行比较，调节一级减压装置(3)的大气动调节阀(8)和小气动调节阀(9)，使两个数值一致；

打开二级减压装置(6)的大气动调节阀(8)和小气动调节阀(9)，将给定的二级稳压压力设定值与测量得到的二级减压装置(6)后的压力数值进行比较，调节二级减压装置(6)的大气动调节阀(8)、小气动调节阀(9)，使两个数值一致，其中，二级减压装置(6)的大气动调节阀(8)采用前馈—反馈PID控制，所述前馈—反馈PID控制是指前馈和反馈共同作用二级减压装置(6)的大气动调节阀(8)的调节，前馈的作用是快速预置二级减压装置(6)的大气动调节阀(8)的阀门开度，反馈的作用是动态微调二级减压装置(6)的大气动调节阀(8)的阀门开度，前馈是根据给定的二级减压装置(6)的大气动调节阀(8)前、后压差△P和二级减压装置(6)后输出的试验用高压空气的气体质量流量Qm计算得出，计算过程如下：

首先，计算高压空气的气体密度ρ，计算公式为：

式中：ρ—高压空气的气体密度，kg/m³；

P—二级减压装置(6)的大气动调节阀(8)前气体压力，Pa；

T—二级减压装置(6)的大气动调节阀(8)前气体温度，K；

R—气体常数，287J/(kg*K)；

其次，根据二级减压装置(6)后输出的试验用气体质量流量Qm计算高压空气体积流量Qv，计算公式为：

式中：Qv—气体体积流量，m³/h；

Qm—气体质量流量，kg/s；

ρ—高压空气气体密度，kg/m³；

最后，根据公式(1)、(2)及给定的二级减压装置(6)的大气动调节阀(8)前、后压差△P计算二级减压装置(6)的大气动调节阀(8)阀门开度Cv，计算公式如下：

式中：k—流量系数，取值1.12

Qv—气体体积流量，m³/h；

ρ—高压空气气体密度，kg/m³；

ρ0—水的密度，1000kg/m³；

△P—阀门前后压差，Mpa；

△P0—0.1Mpa；

该系统经过反复调试得到Cv值系数k为1.12；

所述小流量控制模式为：打开二级减压装置(6)的小气动调节阀(9)，将给定的二级稳压压力设定值与测量得到的二级减压装置(6)后的压力数值进行比较，调节二级减压装置(6)的小气动调节阀(9)，使两个数值一致。