CN114061890B - 一种面向大型开***流风洞下吹式静压匹配控制方法 - Google Patents
一种面向大型开***流风洞下吹式静压匹配控制方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种面向大型开***流风洞下吹式静压匹配控制方法。本发明的面向大型开***流风洞下吹式静压匹配控制方法是一种闭环控制方法,首先判断静压是否匹配,总压是否稳定;随后通过确定风洞静压匹配偏差、确定总压目标补偿量、确定修正后的总压目标进行风洞静压自适应匹配;之后进行风洞总压随动控制,确定调压阀开度目标;最后进行调压阀开度随动控制,确定调压阀开度指令,完成静压匹配控制。本发明的面向大型开***流风洞下吹式静压匹配控制方法能够实现总压连续稳定条件下风洞试验舱静压与风洞喷管出口静压自适应匹配,显著改善试验区流场均匀性。
Description
技术领域
本发明属于风洞运行与流场控制研究领域,具体涉及一种面向大型开***流风洞下吹式静压匹配控制方法。
背景技术
通过风洞试验获取精确的气动试验数据是各型航空、航天飞行器设计研制、技战术性能考核评估、气动力技术研发的基础与依据,也是提高飞行器设计研制水平、缩短研制周期、降低研制成本的有效手段。相比于传统闭口风洞试验段尺寸偏小、受壁面干扰影响以及模型堵塞度约束,大型开***流风洞在相同喷管出口尺寸下可容纳更大缩比试验模型,允许更大模型堵塞度试验要求,从而能够实现对受试流场的精细化模拟,开展高保真度试验以获取更为精确的试验数据。
大型开***流风洞由气源球罐、调压阀、稳定段、喷管、试验舱、扩张段、消声塔以及连接管道组成。通过控制调压阀开度调节经气源球罐喷出的高压气体流量,而后高压气体经稳定段整流,喷管段加速,在试验舱达到所要求的试验流场条件,最后经扩张段从消声塔排出。
但由于其开口特性,大型开***流风洞在进行超声速试验时,如果风洞试验舱静压与风洞喷管出口静压未达到匹配要求,则将导致试验区流场均匀性较差,均匀区长度过短,面积过小,从而严重影响了开***流风洞的试验流场性能指标,也限制了开***流风洞能开展大缩比高保真气动试验的优势发挥。
目前,尚未开展大型开***流风洞如何实现风洞试验舱静压与风洞喷管出口静压匹配研究,也没有提出相应解决方案。为解决这一难题,亟需发展一种面向大型开***流风洞下吹式静压匹配控制方法。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种面向大型开***流风洞下吹式静压匹配控制方法。
本发明的面向大型开***流风洞下吹式静压匹配控制方法,包括以下步骤:
步骤S100:确定风洞运行试验条件;
步骤S110:确定风洞开车参数;
步骤S200:风洞充压启动;
步骤S300:风洞闭环控制;
通过风洞闭环控制,建立符合风洞试验要求的稳定流场;
步骤S310:判断静压是否匹配,总压是否稳定;
当且仅当上述两个判断均为真,直接跳转至步骤S400,否则转入以下步骤:
步骤S320:风洞静压自适应匹配;
步骤S321:确定风洞静压匹配偏差;
步骤S322:确定总压目标补偿量;
函数表示静压补偿函数,根据风洞试验条件,从风洞控制数据库调用得到,能实现在风洞静压匹配偏差较大时,快速补偿总压目标,消除风洞静压匹配偏差;在风洞静压匹配偏差较小时,缓慢补偿总压目标,以减弱气流惯性振荡造成的静压难以快速稳定匹配影响;在风洞静压匹配偏差的绝对值小于静压匹配度目标后,即,保持当前总压目标不再改变;
步骤S323:确定修正后的总压目标;
步骤S330:风洞总压随动控制,确定调压阀开度目标;
步骤S340:调压阀开度随动控制,确定调压阀开度指令;
步骤S400:采集风洞试验数据;
试验流场稳定,达到试验要求条件,测量并采集风洞试验数据;
步骤S410:判定是否完成所有风洞试验模型姿态调整;
根据步骤S100的风洞试验模型姿态,判定是否完成所有风洞试验模型姿态调整,当判定为假,即没有完成,则跳转至步骤S500;当判定为真,即已完成,则跳转至步骤S600;
步骤S500:调整风洞试验模型姿态,并跳转至步骤S300;
重复步骤S300至步骤S500直至完成步骤S100的风洞试验模型姿态的风洞试验数据测量采集,由步骤S410跳转至步骤S600;
进一步地,所述的总压控制器为增量式总压PID控制器。
进一步地,所述的调压阀开度控制器为增量式调压阀开度PID控制器。
本发明的面向大型开***流风洞下吹式静压匹配控制方法是一种闭环控制方法,首先判断静压是否匹配,总压是否稳定;随后通过确定风洞静压匹配偏差、确定总压目标补偿量、确定修正后的总压目标进行风洞静压自适应匹配;之后进行风洞总压随动控制,确定调压阀开度目标;最后进行调压阀开度随动控制,确定调压阀开度指令,完成静压匹配控制。
本发明的面向大型开***流风洞下吹式静压匹配控制方法能够实现总压连续稳定条件下风洞试验舱静压与风洞喷管出口静压自适应匹配,显著改善试验区流场均匀性。
附图说明
图1 为本发明的面向大型开***流风洞下吹式静压匹配控制方法的流程图;
图2 为本发明的面向大型开***流风洞下吹式静压匹配控制方法的闭环控制原理图;
图3 为本发明的面向大型开***流风洞下吹式静压匹配控制方法中的风洞静压补偿函数曲线图。
具体实施方式
构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解,本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明,并不构成对本发明的不当限定。
下面结合附图和实施例详细说明本发明。
实施例1
本实施例的总压控制器为增量式总压PID控制器,调压阀开度控制器为增量式调压阀开度PID控制器。
如图1所示,本实施例的面向大型开***流风洞下吹式静压匹配控制方法,包括以下步骤:
步骤S100:确定风洞运行试验条件;
步骤S110:确定风洞开车参数;
基于风洞运行试验条件,根据当前气源压力、大气压,以及初始总压目标,确定调压阀的预置开度;根据目标马赫数,确定增量式总压PID控制器比例控制参数、积分控制参数,以及增量式调压阀开度PID控制器比例控制参数、积分控制参数;
步骤S200:风洞充压启动;
步骤S300:风洞闭环控制;
按照如图2所示的闭环控制原理图,建立符合风洞试验要求的稳定流场,图2中的风洞静压补偿函数曲线图详见图3;
步骤S310:判断静压是否匹配,总压是否稳定;
当且仅当上述两个判断均为真,直接跳转至步骤S400,否则转入以下步骤:
步骤S320:风洞静压自适应匹配;
步骤S321:确定风洞静压匹配偏差;
步骤S322:确定总压目标补偿量;
函数表示静压补偿函数,根据风洞试验条件,从风洞控制数据库调用得到,本实施例的静压补偿函数曲线见图3,能够实现在风洞静压匹配偏差较大时,快速补偿总压目标,消除风洞静压匹配偏差;在风洞静压匹配偏差较小时,缓慢补偿总压目标,以减弱气流惯性振荡造成的静压难以快速稳定匹配影响;在风洞静压匹配偏差的绝对值小于静压匹配度目标后,即,保持当前总压目标不再改变;
步骤S323:确定修正后的总压目标;
步骤S330:风洞总压随动控制,确定调压阀开度目标;
步骤S340:调压阀开度随动控制,确定调压阀开度指令;
步骤S400:采集风洞试验数据;
试验流场稳定,达到试验要求条件,测量并采集风洞试验数据;
步骤S410:判定是否完成所有风洞试验模型姿态调整;
根据步骤S100的风洞试验模型姿态,判定是否完成所有风洞试验模型姿态调整,当判定为假,即没有完成,则跳转至步骤S500;当判定为真,即已完成,则跳转至步骤S600;
步骤S500:调整风洞试验模型姿态,并跳转至步骤S300;
重复步骤S300至步骤S500直至完成步骤S100的风洞试验模型姿态的风洞试验数据测量采集,由步骤S410跳转至步骤S600;
尽管本发明的实施方案已公开如上,但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用,它完全可以被适用于各种适合本发明的领域。对于熟悉本领域的人员而言,在不脱离本发明原理的前提下,可容易地实现另外的改进和润饰,因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下,本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。
Claims (3)
1.一种面向大型开***流风洞下吹式静压匹配控制方法,其特征在于,包括以下步骤:
步骤S100:确定风洞运行试验条件;
步骤S110:确定风洞开车参数;
步骤S200:风洞充压启动;
步骤S300:风洞闭环控制;
通过风洞闭环控制,建立符合风洞试验要求的稳定流场;
步骤S310:判断静压是否匹配,总压是否稳定;
当且仅当静压匹配和总压稳定时,直接跳转至步骤S400,否则转入以下步骤:
步骤S320:风洞静压自适应匹配;
步骤S321:确定风洞静压匹配偏差;
步骤S322:确定总压目标补偿量;
函数表示静压补偿函数,根据风洞试验条件,从风洞控制数据库调用得到,能实现在风洞静压匹配偏差较大时,快速补偿总压目标,消除风洞静压匹配偏差;在风洞静压匹配偏差较小时,缓慢补偿总压目标,以减弱气流惯性振荡造成的静压难以快速稳定匹配影响;在风洞静压匹配偏差的绝对值小于静压匹配度目标后,即,保持当前总压目标不再改变;
步骤S323:确定修正后的总压目标;
步骤S330:风洞总压随动控制,确定调压阀开度目标;
步骤S340:调压阀开度随动控制,确定调压阀开度指令;
步骤S400:采集风洞试验数据;
试验流场稳定,达到试验要求条件,测量并采集风洞试验数据;
步骤S410:判定是否完成所有风洞试验模型姿态调整;
根据步骤S100的风洞试验模型姿态,判定是否完成所有风洞试验模型姿态调整,当判定为假,即没有完成,则跳转至步骤S500;当判定为真,即已完成,则跳转至步骤S600;
步骤S500:调整风洞试验模型姿态,并跳转至步骤S300;
重复步骤S300至步骤S500直至完成步骤S100的风洞试验模型姿态的风洞试验数据测量采集,由步骤S410跳转至步骤S600;
2.根据权利要求1所述的面向大型开***流风洞下吹式静压匹配控制方法,其特征在于,所述的总压控制器为增量式总压PID控制器。
3.根据权利要求1所述的面向大型开***流风洞下吹式静压匹配控制方法,其特征在于,所述的调压阀开度控制器为增量式调压阀开度PID控制器。
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Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN114608785B (zh) * | 2022-05-10 | 2022-07-15 | 中国空气动力研究与发展中心高速空气动力研究所 | 获取大范围超声速射流流场均匀区静压匹配准度的方法 |
CN114608784B (zh) * | 2022-05-10 | 2022-07-19 | 中国空气动力研究与发展中心高速空气动力研究所 | 一种获取射流风洞超声速射流动态运行压力匹配点的方法 |
CN116105963B (zh) * | 2023-04-12 | 2023-06-27 | 中国空气动力研究与发展中心设备设计与测试技术研究所 | 大型低温风洞自动化吹风试验方法及*** |
CN116108706B (zh) * | 2023-04-14 | 2023-06-20 | 中国航空工业集团公司沈阳空气动力研究所 | 一种风洞环缝式调压阀预置开度估算方法 |
Citations (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB603155A (en) * | 1945-02-01 | 1948-06-10 | Power Jets Res & Dev Ltd | Improvements relating to gaseous fluid flow systems operating in supersonic velocity conditions |
US2948148A (en) * | 1954-12-20 | 1960-08-09 | Snecma | Supersonic wind-tunnel for a variable mach number |
US4182158A (en) * | 1978-08-17 | 1980-01-08 | The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration | Static pressure orifice system testing method and apparatus |
JP2920374B1 (ja) * | 1998-02-23 | 1999-07-19 | 川崎重工業株式会社 | 吹出し式風洞の制御装置 |
CN103135624A (zh) * | 2012-12-19 | 2013-06-05 | 中国空气动力研究与发展中心高速空气动力研究所 | 一种带引射功能的暂冲式超声速风洞控制方法 |
CN104061960A (zh) * | 2014-05-26 | 2014-09-24 | 中国航天空气动力技术研究院 | 一种亚音速飞行器体上气压高度参数确定方法 |
CN104932565A (zh) * | 2015-06-04 | 2015-09-23 | 中国空气动力研究与发展中心高速空气动力研究所 | 一种高精度暂冲型引射式跨声速风洞流场控制结构 |
CN109115449A (zh) * | 2018-10-19 | 2019-01-01 | 天津中德应用技术大学 | 一种适用于小型风洞的智能风速调控*** |
CN109186815A (zh) * | 2018-10-31 | 2019-01-11 | 北京航空航天大学 | 一种低温高马赫数测试用探针温度标定装置 |
EP3693609A1 (fr) * | 2019-02-08 | 2020-08-12 | Safran Aero Boosters SA | Mesure de pression totale et température totale dans une turbomachine |
CN112649172A (zh) * | 2020-12-21 | 2021-04-13 | 中国航天空气动力技术研究院 | 静压探针及高焓激波风洞静压测量方法 |
CN112945506A (zh) * | 2021-02-03 | 2021-06-11 | 中国空气动力研究与发展中心高速空气动力研究所 | 一种适用于暂冲式高速风洞的亚跨声速静压控制方法 |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3809525B2 (ja) * | 2003-02-10 | 2006-08-16 | 防衛庁技術研究本部長 | 動的風洞試験装置 |
CN102023079B (zh) * | 2010-11-18 | 2012-11-21 | 中国人民解放军国防科学技术大学 | 超声速自由旋涡混合层风洞 |
CN108388281B (zh) * | 2018-05-30 | 2020-09-22 | 中国空气动力研究与发展中心高速空气动力研究所 | 引射驱动的闭环回流的暂冲式超声速风洞流场控制方法 |
-
2022
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Patent Citations (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB603155A (en) * | 1945-02-01 | 1948-06-10 | Power Jets Res & Dev Ltd | Improvements relating to gaseous fluid flow systems operating in supersonic velocity conditions |
US2948148A (en) * | 1954-12-20 | 1960-08-09 | Snecma | Supersonic wind-tunnel for a variable mach number |
US4182158A (en) * | 1978-08-17 | 1980-01-08 | The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration | Static pressure orifice system testing method and apparatus |
JP2920374B1 (ja) * | 1998-02-23 | 1999-07-19 | 川崎重工業株式会社 | 吹出し式風洞の制御装置 |
CN103135624A (zh) * | 2012-12-19 | 2013-06-05 | 中国空气动力研究与发展中心高速空气动力研究所 | 一种带引射功能的暂冲式超声速风洞控制方法 |
CN104061960A (zh) * | 2014-05-26 | 2014-09-24 | 中国航天空气动力技术研究院 | 一种亚音速飞行器体上气压高度参数确定方法 |
CN104932565A (zh) * | 2015-06-04 | 2015-09-23 | 中国空气动力研究与发展中心高速空气动力研究所 | 一种高精度暂冲型引射式跨声速风洞流场控制结构 |
CN109115449A (zh) * | 2018-10-19 | 2019-01-01 | 天津中德应用技术大学 | 一种适用于小型风洞的智能风速调控*** |
CN109186815A (zh) * | 2018-10-31 | 2019-01-11 | 北京航空航天大学 | 一种低温高马赫数测试用探针温度标定装置 |
EP3693609A1 (fr) * | 2019-02-08 | 2020-08-12 | Safran Aero Boosters SA | Mesure de pression totale et température totale dans une turbomachine |
CN112649172A (zh) * | 2020-12-21 | 2021-04-13 | 中国航天空气动力技术研究院 | 静压探针及高焓激波风洞静压测量方法 |
CN112945506A (zh) * | 2021-02-03 | 2021-06-11 | 中国空气动力研究与发展中心高速空气动力研究所 | 一种适用于暂冲式高速风洞的亚跨声速静压控制方法 |
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
"两种燃烧加热风洞参数匹配方案的比较";刘坤伟 等;《推进技术》;20170422;全文 * |
YT Fung ; G Settles, A Ray."Microprocessor control of high-speed wind tunnel stagnation pressure".《15th Aerodynamic Testing Conference》.1988,全文. * |
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Publication number | Publication date |
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