[发明专利]一种用于亚跨声速颤振试验的连续变速压控制方法

权利要求书

1.一种用于亚跨声速颤振试验的连续变速压控制方法，其特征在于，所述的连续变速压控制方法采用专用的控制系统；控制系统的计算机通过模拟量输出卡的模拟信号控制变频器Ⅰ，变频器Ⅰ驱动电机Ⅰ调节主调压阀，实现前室总压的闭环精确控制；计算机通过模拟量输出卡的模拟信号和数字量输出卡的数字信号同时控制变频器Ⅱ，变频器Ⅱ驱动电机Ⅱ调节超扩段第二节点；控制系统的计算机通过PXI数据采集获得前室总压P0，试验段静压Pct，计算试验段的马赫数Ma；

所述的连续变速压控制方法，具体包括以下步骤：

S10.亚跨声速颤振试验前，给定目标马赫数，给定超声速扩散段各节点的直径尺寸，超扩段第一节点~超扩段第四节点的直径尺寸分别减小到常规亚跨声速风洞超扩段的直径尺寸的78%、45%、63%、83%；

S20.亚跨声速颤振试验前，给定主调压阀的阀门开度，根据试验要求的前室总压P0，主调压阀的阀门开度增大至常规试验的主调压阀的阀门开度的P0/P_常规倍，避免在高速暂冲式风洞启动时，试验段马赫数超出或远离给定目标马赫数；

S30.确定超扩段第二节点的调节时间点；

试验开始后，先进行前室总压粗调，当设定前室总压和当前前室总压均小于25kPa，且前室总压达到目标值的95%时，开始进行超扩段第二节点的调节；超扩段第二节点的调节范围受相邻的超扩段第一节点、超扩段第三节点的直径尺寸的限制，如果超扩段第二节点过早投入调节，容易造成机构别卡，过晚投入调节则造成气源浪费；

S40.确定超扩段第二节点的调节控制律，根据设定马赫数M_设定和实际马赫数M_实际的偏差量分段控制调节速度；

当∣M_实际-M_设定∣≥0.01，变频器Ⅱ在模拟电压U=1.5V对应的频率下运行；

当0.01＞∣M_实际-M_设定∣≥0.005，变频器Ⅱ在模拟电压U=0.9V对应的频率下运行；

当0.005＞∣M_实际-M_设定∣≥0.002，变频器Ⅱ在模拟电压U=0.7V对应的频率下运行；

当∣M_实际-M_设定∣＜0.002，变频器Ⅱ在模拟电压U=0.4V对应的频率下运行；

当风洞正常关车前或紧急关车后，停止超扩段第二节点的控制调节，避免出现机构别卡；

S50.确定前室总压线性变化速率；

前室总压由主调压阀控制，采用积分分离式PID控制方法也称为IPD控制方法；积分分离式PID控制方法就是预先给定一个设定值，当偏差值超过这个设定值时，采用PD控制，既避免产生超调，又保证系统有较快的响应；当偏差值小于设定值时，采用PID控制，保证控制精度；积分分离式PID控制方法的前室总压线性变化速率见下式：

为修正系数，当，；当时，；

式中，为采样周期；为采样序号=0，1，2，……；为第个采样时刻的计算机输出值；为第个采样时刻输入的偏差值；为次采样时刻输入的偏差值；为比例系数；为控制器的积分常数；为控制器的微分时间常数；为前个偏差值的和；

S60.启动风洞，按照步骤S20~步骤S50的控制参数进行连续变速压控制，亚跨声速颤振试验结束后，关闭风洞。