[發明專利]一種暫沖式風洞模擬試驗方法及裝置

有效

• 申請號: 201710148004.8
• 申請日: 2017-03-13
• 公開（公告）號: CN108572054B
• 公開（公告）日: 2020-01-07
• 發明（設計）人: 秦建華;黃敘輝;王博文;唐亮;高川;李平;凌忠偉;陳海峰;敬華
• 申請（專利權）人: 中國空氣動力研究與發展中心高速空氣動力研究所
• 主分類號: G01M9/00
• 分類號: G01M9/00
• 代理公司: 51214 成都九鼎天元知識產權代理有限公司
• 代理人: 徐靜

本發明涉及風洞測試模擬試驗領域。針對現有技術存在的問題，本發明提供一種暫沖式風洞模擬試驗方法及裝置。對于驗證試驗流程、輔助整定控制參數、降低調試風險都有很大的幫助，具有操作簡便、功能完善、適用度高等特點。不僅更好的實現了模擬風洞試驗，而且也適用于對新進人員的相關培訓。本發明控制參數輔助整定步驟根據仿真單元步驟得到的擬合被控參數調節特性曲線函數進行一階求導得到被控參數的比例調節系數k_p，通過修改控制參數k_p和k_i，根據獲得的被控參數模擬試驗效果，幾次試驗后就可以很好的完成控制參數的輔助整定工作，為后續實際吹風試驗進行參數整定提供基本依據，其中k_p以估算值為參考進行變化，k_i從0開始不斷增加。

技術領域

本發明涉及風洞測試模擬試驗領域，尤其是一種暫沖式風洞模擬試驗方法及裝置。

背景技術

風洞是一種產生可控均勻氣流的管道狀試驗裝置，是研究空氣流動規律、研究航空航天飛行器及其它物體氣動特性的地面模擬設備。根據風洞驅動形式的不同，風洞可分為多種形式，本文選取其中的暫沖式風洞作為研究對象。

暫沖式風洞控制系統主要包括運行管理系統、試驗流場調節系統、數據采集系統、數據處理系統和狀態監控系統等。在進行暫沖式風洞試驗前，工程人員需要在設備未通氣的情況下，首先對風洞控制系統的試驗流程、試驗參數和設備通訊等內容進行調試確認，防止實際試驗過程中發生流程錯誤、參數給定不合理、設備誤動作等問題，從而導致試驗數據無效，甚至引發試驗安全與風險。因此通常需要在風洞試驗中引入模擬試驗系統，從而提高風洞試驗的經濟性和安全性。傳統的風洞模擬采用控制系統設備離線的方式，即各執行機構不參與模擬調試，僅利用風洞模擬試驗軟件仿真控制系統中各設備的運動和被控參數的調節。因此僅能驗證風洞流場控制軟件編譯和基本試驗流程是否有誤，而無法驗證控制參數和流場調節策略是否合理，以及系統各設備是否聯動正常。上述問題在風洞模擬調試試驗過程中比較突出，是能否進一步提高風洞模擬試驗水平的關鍵。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是：針對現有技術存在的問題，提供一種暫沖式風洞模擬試驗方法及裝置。對于驗證試驗流程、輔助整定控制參數、降低調試風險都有很大的幫助，具有操作簡便、功能完善、適用度高等特點。不僅更好的實現了模擬風洞試驗，而且也適用于對新進人員的相關培訓。

本發明采用的技術方案如下：

一種暫沖式風洞模擬試驗方法包括：

試驗進程控制步驟：試驗進程控制單元根據獲得的風洞試驗控制命令，控制參數采集單元進行數據采集；同時控制運動控制單元對各執行機構進行在線控制；試驗進程控制單元設定被控參數目標值，按照設定的控制邏輯和策略進行風洞模擬試驗；試驗中，參數采集單元對風洞各執行機構參數進行測量；

仿真單元步驟：依據辨識試驗所獲得的調節特性表及被控參數調節特性曲線函數，計算參數采集單元測量得到的各執行機構參數信息對應的風洞被控參數值；

控制參數輔助整定步驟：根據仿真單元步驟擬合得到的被控參數調節特性曲線函數進行一階求導得到被控參數的比例調節系數k_p。通過修改控制參數k_p和k_i，根據獲得的被控參數模擬試驗效果，幾次試驗后就可以很好的完成控制參數的輔助整定工作，為后續實際吹風試驗進行參數整定提供基本依據，其中 k_p以估算值為參考進行變化，k_i從0開始不斷增加。

進一步的，一種暫沖式風洞模擬試驗方法還包括風洞運行管理步驟：通過LabVIEW創建共享變量，創建網絡連接實現網絡共享，設置共享變量的讀取權限、寫入權限；變量創建后，試驗進程控制單元通過通訊單元訪問風洞運行管理單元創建的共享變量；并解析風洞運行管理單元設置的共享變量后得到風洞試驗控制命令。