[發明專利]大氣參數模擬器

有效

• 申請號: 201110290697.7
• 申請日: 2011-09-29
• 公開（公告）號: CN102436183A
• 公開（公告）日: 2012-05-02
• 發明（設計）人: 楊水旺
• 申請（專利權）人: 北京振興計量測試研究所
• 主分類號: G05B17/02
• 分類號: G05B17/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及氣壓測試及模擬技術領域，具體涉及一種大氣參數模擬器。

背景技術

大氣參數模擬器可以為航天及航空領域的飛行器提供諸如靜壓、總壓、馬赫數、空速等大氣參數的模擬，尤其是航天領域對大氣參數模擬器的要求更高一些，其要求高精度氣壓控制、較快的響應速度?，F有的大氣參數模擬器主要是基于壓力伺服閥/比例閥的氣壓控制系統，該氣壓控制系統的優點是裝置結構相對簡單，具有較好的控制精度；但是相應的缺點是壓力伺服閥的加工較為困難，成本很高，而且難以實現較高壓力的控制，響應速度較慢。

發明內容

本發明旨在解決上述技術問題，即克服基于壓力伺服閥/比例閥的壓力控制方式響應速度慢、加工困難等局限性。為此目的，本發明提供一種大氣參數模擬器，該大氣參數模擬器包括：主控制模塊，其用于對所述大氣參數模擬器進行上位控制；液晶顯示模塊，其用于系統參數和輸出結果的顯示；鍵盤控制模塊，其用于通過鍵盤向系統輸入操作指令以便進行控制；靜壓及總壓控制模塊，其用于對靜壓通道和總壓通道的大氣參數進行控制和測量；以及氣路模塊，其根據所述靜壓及總壓控制模塊的指令實際執行大氣參數的控制和測量；該大氣參數模擬器的特征在于，所述氣路模塊利用高速開關電磁閥來執行大氣參數的控制。

在優選實施方式中，所述氣路模塊包括氣源、氣壓傳感器、電磁閥以及氣路通道，所述氣路通道用于所述氣源、氣壓傳感器、電磁閥之間的連通。

在更優選的實施方式中，所述氣源包括壓力泵和真空泵，所述氣壓傳感器包括用于靜壓通道的靜壓控制傳感器和靜壓主傳感器以及用于總壓通道的總壓主傳感器和差壓控制傳感器，并且所述電磁閥包括用于靜壓通道的第一和第二高速開關電磁閥以及用于總壓通道的第三和第四高速開關電磁閥。

在更優選的實施方式中，所述主控制模塊包括與所述液晶顯示模塊的接口、與所述鍵盤控制模塊的接口、與所述靜壓及總壓控制模塊的接口、IEEE488接口、RS232串口以及打印機口；并且由所述主控制模塊執行的上位控制包括下列各項：鍵盤控制、液晶顯示、大氣參數轉換、與靜壓及總壓控制模塊進行的通信和控制、狀態顯示、系統自檢功能、保護(接地等)功能、漏氣檢測功能以及故障診斷功能。

在更優選的實施方式中，所述靜壓及總壓控制模塊是所述主控制模塊與所述氣路模塊之間的電路執行機構，所述靜壓及總壓控制模塊執行的操作包括下列各項：與所述主控制模塊之間進行通信，即所述主控制模塊向所述靜壓及總壓控制模塊發送控制命令、數據處理運算的結果，而所述靜壓及總壓控制模塊向所述主控制模塊發送狀態監測信號；壓力測量，即主傳感器將壓力測量值發送給所述靜壓及總壓控制模塊的CPU，所述靜壓及總壓控制模塊的CPU將換算后的結果發送給所述主控制模塊的CPU；壓力控制，即所述靜壓及總壓控制模塊接收所述主控制模塊設定的壓力目標值，通過進行壓力閉環控制，操縱所述氣路模塊產生要求的壓力環境。

在進一步的優選實施方式中，所述液晶顯示模塊用于顯示靜壓、總壓、動壓、靜壓變化率、總壓變化率、動壓變化率、高度、馬赫數、速度、高度變化率、速度變化率。

在進一步的優選實施方式中，所述鍵盤控制模塊用于狀態改變及參數輸入，并且包括參數選擇鍵、功能選擇鍵以及參數輸入鍵。

本發明根據飛行器飛行軌跡實物及半實物仿真和飛行器上氣壓高度表、馬赫數表、空速表的現場條件下的各項功能和性能技術指標測試要求，充分融合高精度氣壓控制技術、PID閉環控制參數的整定技術、高速電磁閥驅動電路設計技術、氣路系統的密封技術和大氣參數模型轉換技術，實現了大氣參數模擬和測量，具有模擬功能強、適應性強、操作使用方便、通用性強等特點。本發明滿足飛行器飛行軌跡實物及半實物仿真和飛行器上氣壓高度表、馬赫數表、空速表的現場條件下的各項功能和性能技術指標測試要求。

簡言之，根據本發明的基于高速開關電磁閥的壓力控制系統具有結構簡單、成本低廉、工作可靠、便于計算機控制、可實現氣路的微調和微控以及響應速度快等優點。

附圖說明

通過結合附圖描述本發明的優選實施方式，本領域技術人員將能更充分地理解本發明，附圖中：

圖1是根據本發明的大氣參數模擬器的原理框圖；

圖2是根據本發明的主控制模塊的原理框圖；

圖3是根據本發明的靜壓及總壓控制模塊的原理框圖；

圖4是根據本發明的氣路模塊的原理框圖。

具體實施方式