[发明专利]一种多参数耦合的连续式跨声速风洞总压控制方法及系统

说明书

本发明提出了一种多参数耦合的连续式跨声速风洞总压控制方法及系统，属于风洞运行控制技术领域。首先，计算风洞中流通阀门的质量流量，其次，将质量流量设定为中间变量，最后，根据中间变量调节阀门开度，实现控制风洞总压。根据中间变量调节阀门开度的动作可以调节风洞的质量流量，进而保证风洞总压稳定，最终达到控制总压的目的；本发明还提供了一种多参数耦合的连续式跨声速风洞总压控制系统，包括控制器，用于计算风洞中流通阀门的质量流量，还用于控制阀门开度，解决了现有技术中存在的风洞总压控制难度大、不精准的技术问题。降低了风洞总压控制的难度、增加了风洞总压试验数据的精确度。

技术领域

本申请涉及一种风洞总压控制方法，尤其涉及一种多参数耦合的连续式跨声速风洞总压控制方法及系统，属于风洞运行控制技术领域。

背景技术

连续式跨声速风洞一般容积较大，配有气源、真空等配套系统，其主要作用是实现风洞在常压、正压和负压试验工况下的供、排气，为风洞常规试验和特种试验提供符合要求的空气，保证风洞各种试验状态下的压力控制精度。

连续式跨声速风洞具有多种试验工况，试验状态多样、复杂，且具有特种试验能力，每次试验均需要针对不同的试验参数状态精确控制风洞总压，使风洞总压满足试验要求。

影响风洞总压控制的参数主要包括气流温度、马赫数变化、攻角变化、压缩机轴封泄露、风洞法兰密封泄露、风洞容积、气源压力下降等，且各参数互相影响，尤其是马赫数与总压存在着强耦合关系，增加了风洞总压控制的难度。

风洞总压控制如果无法达到控制要求，则影响风洞流场品质，造成风洞试验数据不准确。

现有技术通常采用PID直接控制阀门的开度进行风洞总压控制，但这种控制方法未考虑上述影响风洞总压控制的因素，导致风洞试验数据不精准。

发明内容

为解决现有技术中存在的风洞总压控制难度大、试验数据不精准的技术问题，本发明提供了一种多参数耦合的连续式跨声速风洞总压控制方法，包括以下步骤：

S1. 计算风洞中流通阀门的质量流量；具体的计算方法是：

当时，阀门流量系数；

当时，阀门流量系数；

其中，为阀门前后压力差，单位为；为阀门前压力，单位为；为阀门后压力，单位为；为阀门流量系数，为标况下流经阀门介质密度，为流经阀门介质温度，为流通阀门的体积流量，单位为，为压力恢复系数；

根据阀门流量系数解算出流通阀门的体积流量，再根据公式，计算出风洞中流通阀门的质量流量；

S2.将质量流量设定为中间变量；

S3.根据中间变量调节阀门开度，实现控制风洞总压。

优选的，步骤S3所述根据中间变量调节阀门开度，实现控制风洞总压的具体方法是：根据阀门调节特性曲线得到质量流量对应的阀门开度值。

一种用于实现一种多参数耦合的连续式跨声速风洞总压控制方法的风洞总压控制系统，包括真空罐、中压气源球罐、第一开关阀、第二开关阀、第四开关阀、第五开关阀、第六开关阀、第三调节阀、第四调节阀、换气段、换热段和控制器；所述真空罐与所述换热段的管路上设置有所述第一开关阀和所述第二开关阀；所述中压气源球罐与所述换气段的管路上设置有第五开关阀、第三调节阀和第四调节阀；所述换气段与换热段的管路上设置有第四开关阀和第六开关阀；所述控制器的阀门控制信号输出端分别与第一开关阀、第二开关阀、第四开关阀、第五开关阀、第六开关阀、第三调节阀和第四调节阀的控制信号输入端连接，所述控制器用于计算风洞中流通阀门的质量流量，还用于控制阀门开度。