[發明專利]基于跨聲速風洞風速精度控制方法及系統

有效

• 申請號: 201810860426.2
• 申請日: 2018-08-01
• 公開（公告）號: CN109115446B
• 公開（公告）日: 2020-04-28
• 發明（設計）人: 趙媛;劉閃
• 申請（專利權）人: 東北大學
• 主分類號: G01M9/02
• 分類號: G01M9/02;G01M9/08
• 代理公司: 大連東方專利代理有限責任公司 21212
• 代理人: 李馨

1.一種基于跨聲速風洞風速精度控制方法，其特征在于，包括如下步驟：

S1、對不同預設工況下風洞流場預測模型輸入的變量進行數據歸一化的模糊處理；

S2、根據預設工況建立風洞流場預測模型的模糊模型規則庫，根據模糊處理后的變量得到具有多條規則的零階TS模糊模型，建立TS模糊系統的模糊推理規則；

S3、依照模糊推理規則得到輸入變量滿足第M條模糊推理規則的匹配度；

S4、將求解的匹配度代入TS模糊模型，將各條規則的輸出按照各自所占的權重進行加權，得到所求工況預測模型解，即為符合吹風試驗精度的馬赫數模型；

所述步驟S1具體為：

所述輸入變量為：

X_m＝{x₁,x₂,x₃,x₄,x₅}＝{P_O,Ma,P_Y,S_ZL,N_PZ}

其中，P_O表示總壓/靜壓設定值，M_a表示馬赫數設定值，P_Y表示主引壓力設定值，S_ZL表示調節階段的駐流位移，N_PZ表示噴嘴號，

通過如下歸一化公式將x₁，x₂，x₃，x₄，x₅數據轉換到[0,1]的范圍內：

所述步驟S2具體包括如下步驟：

S21、根據預設工況，由已有的預測模型建立如下的模糊模型規則庫：

S22、根據上述規則庫并結合風洞的實際情況，得到n條模糊推理規則的零階TS模糊模型，

其中，代表在k時刻主排/柵指控制增量的作用下在未來N個時刻的預測值，代表主排/柵指位移保持不變且未施加主排/柵指控制增量時總壓/靜壓在未來N個時刻的預測初始值，Δu_N(k)代表主排/柵指有未來若干個增量變化，J代表主排/柵指和柵指進行階躍響應試驗測量總壓/靜壓和靜壓的單位階躍響應數據矩陣，

其中模糊推理規則的輸入為工況參數X_m＝{x₁,x₂,x₃,x₄,x₅}＝{P_O,Ma,P_Y,S_ZL,N_PZ}

輸出為X_m工況下對應的預測模型；

S23、TS型模糊系統的模糊推理規則如下：

其中，R_M表示第M條模糊推理規則；d＝1,2…5是輸入變量X_m的模糊集合，表示第M條模糊推理規則中的第d個模糊子集。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述S3具體為：依照模糊推理規則得到輸入變量X_m滿足第M條模糊推理規則的匹配度的一般表達式為：

，

式中符合∧表示模糊邏輯中的與算子。

3.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，采用高斯函數作為隸屬度函數，部分具體表示為：

其中，參數C^m表示高斯模糊集的中心，δ^m表示模糊集的寬度，中心點C^m與寬度δ^m根據風洞中每個預設工況模型確定。

4.根據權利要求3所述的方法，其特征在于，所述步驟S4中，所述工況預測模型解具體表達式為：

其中，