[發(fā)明專利]一種TPS自動控制系統(tǒng)及方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810216783.5
• 申請日: 2018-03-16
• 公開（公告）號: CN108469846A
• 公開（公告）日: 2018-08-31
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 袁慶柱;劉燦賓
• 申請（專利權(quán)）人: 濟南匯川科技發(fā)展有限公司
• 主分類號: G05D7/06
• 分類號: G05D7/06;G01D21/02
• 代理公司: 昆明合眾智信知識產(chǎn)權(quán)事務(wù)所 53113
• 代理人: 錢磊

本發(fā)明實施例提出一種TPS自動控制系統(tǒng)及方法，涉及自動控制技術(shù)領(lǐng)域。所述系統(tǒng)包括上位機、流量控制系統(tǒng)、流量測量系統(tǒng)和用于連接兩者的連接鋼管，流量控制系統(tǒng)與測量系統(tǒng)一體化設(shè)置。具有集成度高；響應(yīng)速度快，控制精度高；體積小，重量輕，安裝方便；推力大，承載范圍廣；可實現(xiàn)四軸同步控制；系統(tǒng)安全性高等優(yōu)點。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及自動控制技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，涉及一種TPS自動控制系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)

TPS試驗全稱渦扇動力模擬試驗，是一種評估渦扇發(fā)動機對飛機氣動特性影響的低速風洞試驗技術(shù)。TPS試驗的核心設(shè)備是TPS單元，是一種使用高壓空氣驅(qū)動的發(fā)動機模擬器，其風扇轉(zhuǎn)速精度與高壓供氣的流量控制精度直接相關(guān)，而轉(zhuǎn)速精度又與TPS試驗精度息息相關(guān)，此外，在TPS試驗中，通常同時使用多臺TPS單元，而高壓供氣系統(tǒng)只能同時兩路供氣，因此，必須對高壓供氣進行二次分配。為實現(xiàn)TPS試驗中高壓供氣流量的精確控制和分配，必須使用高精度的流量控制裝置。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種TPS自動控制系統(tǒng)及方法，具有集成度高；響應(yīng)速度快，控制精度高；體積小，重量輕，安裝方便；推力大，承載范圍廣；可實現(xiàn)四軸同步控制；系統(tǒng)安全性高等優(yōu)點。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明實施例采用的技術(shù)方案如下：

一種TPS自動控制系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括上位機、流量控制系統(tǒng)、流量測量系統(tǒng)和用于連接兩者的連接鋼管，流量控制系統(tǒng)與測量系統(tǒng)一體化設(shè)置。

進一步的，所述流量控制系統(tǒng)包括針閥和電作動筒；針閥包括駐室、針閥孔板、針閥噴管、針閥頂針，針閥頂針的前端穿過針閥孔板伸入到針閥噴管內(nèi)，針閥孔板置于駐室上；電作動筒由無刷直流伺服電機、減速器、驅(qū)動器、控制器、絕對光柵、滾珠絲杠、滑軌、同步帶系統(tǒng)組成，滾珠絲杠通過連桿與針閥頂針連接；針閥頂針在電作動筒的作用下做水平運動；

進一步的，所述流量測量系統(tǒng)由文丘里噴管、測量耙、流量計內(nèi)套和流量計外套組成；總壓總溫測量耙設(shè)置在連接鋼管上；

流量控制系統(tǒng)中的高壓氣流依次經(jīng)過進氣管道、駐室、針閥孔板、針閥噴管、連接鋼管、文丘里噴管后由排氣管排出；氣流經(jīng)過的路徑為高壓密封空間；

上位機同步控制若干路流量控制系統(tǒng)和流量測量系統(tǒng)，每一路流量控制系統(tǒng)和流量測量系統(tǒng)獨立運行。

進一步的，所述針閥頂針為圓錐形結(jié)構(gòu)，從針尖到針底表面面積逐步增加。

進一步的，所述針閥噴管的內(nèi)表面為光滑凸出的曲面，曲面的凸出部分均勻分布在針閥噴管內(nèi)形成一個閉環(huán)圓圈。

進一步的，所述針閥頂針的軸心線與針閥噴管的軸心線重合，針閥頂針沿著軸心線在針閥噴管曲面凸出部分之間水平移動。

一種TPS自動控制方法，所述方法包括：

首先，上位機通過控制器將設(shè)定的初始值指令發(fā)送給驅(qū)動器，由驅(qū)動器控制電機運動，連接于電機上的編碼器將電機實際位置反饋給驅(qū)動器，構(gòu)成第一個位置控制閉環(huán)；

采用絕對光柵測量針閥頂針的實際位移，由驅(qū)動器讀取光柵的位移反饋值，根據(jù)給定位移值和實際位移值之差，對位移誤差進行修正，構(gòu)成第二個位置控制閉環(huán)；

高壓氣流從進氣管道進入針閥噴管，由電作動筒控制針閥頂針在針閥噴管中移動，移動的針閥頂針使得針閥噴管凸出的曲面與針閥頂針之間的距離改變，從而改變氣流流通的面積；

流量測量系統(tǒng)同步測試由針閥噴管流過的氣流，并反饋給上位機，通過對比預設(shè)數(shù)值再次對控制器進行修正，控制針閥頂針的移動最終達到目標值。

本發(fā)明的有益效果是：通過將流量控制和測量系統(tǒng)一體化設(shè)計，系統(tǒng)集成度高；響應(yīng)速度快，控制精度高；體積小，重量輕，安裝方便；推力大，承載范圍廣；可實現(xiàn)四軸同步控制；系統(tǒng)安全性高。