[發明專利]用于暫沖式跨聲速風洞的空氣流場模型校正控制方法有效
| 申請號： | 202110354375.8 | 申請日： | 2021-04-01 |
| 公開（公告）號： | CN113029512B | 公開（公告）日： | 2022-08-05 |
| 發明（設計）人： | 杜寧;于豐;張林;易凡;郁文山;金志偉;周潤;秦建華;李平;朱文杰;蔣婧妍;涂清;向兵;鐘若溪 | 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： | G01M9/08 | 分類號： | G01M9/08 |
| 代理公司： | 綿陽山之南專利代理事務所(普通合伙) 51288 | 代理人： | 沈強 |
| 地址： | 621000 四*** | 國省代碼： | 四川;51 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 用于 暫沖式跨 聲速 風洞 氣流 模型 校正 控制 方法 | ||
1.一種用于暫沖式跨聲速風洞的空氣流場模型校正控制方法，其特征在于：包括如下步驟：
步驟一、利用空氣流場特性曲線數據建立空氣流場數學解析模型；
步驟二、根據不同的攻角變化范圍將吹風實驗所獲取的結果數據劃分為不同的數據段；
步驟三、求取各個數據段內的實驗結果偏差，使用線性模型對實驗結果誤差進行擬合，得到誤差的平均值和變化趨勢；
步驟四、將實驗結果的平均誤差值轉化為控制量對應的靜壓值，根據誤差的方向和變化趨勢對空氣流場數學解析模型進行校正：
（1）使用如下公式將Ma偏差平均值轉化為攻角——靜壓模型特性響應曲線增益的修正量：
其中Δ
（2）增益的調整方向為：當Ma偏差平均值小于0時，對于攻角范圍由0°到正或由0°到負的變化均增加增益，由負到0°的變化則減小增益；當Ma偏差平均值大于0時，對于攻角范圍由0°到正或由0°到負的變化均減小增益，由負到0°的變化則增加增益；
1）當需要增加增益時，通過如下公式調整模型增益：
其中
2）當需要減小增益時，通過如下公式調整模型增益：
（3）在得到調整后的增益后，將其乘于原模型上，得到修正后的攻角——靜壓數學解析模型；再通過給入階躍輸入生成模型特性響應曲線，回傳至控制器用于后續吹風實驗的控制。
2.根據權利要求1所述的用于暫沖式跨聲速風洞的空氣流場模型校正控制方法，其特征在于：步驟一所述空氣流場數學解析模型的建立方法包括如下步驟：
第一步、選擇不同的模型階數，通過面積法分別建立不同模型階數下的攻角——靜壓特性模型；
第二步、對通過面積法得到的連續傳遞函數采用雙線性變換法進行離散化，得到模型的離散傳遞函數，并將離散傳遞函數轉化為差分方程的形式；
第三步、利用第二步得到的差分方程模型計算模型特性曲線，然后計算各個模型的建模誤差；
第四步、在不同模型中選出與原曲線誤差最小的模型及其誤差，采用非線性靜態模型結構對誤差進行建模；
第五步、將得到的線性動態模型與非線性靜態模型串聯組成完整的攻角——靜壓模型。
3.根據權利要求1所述的用于暫沖式跨聲速風洞的空氣流場模型校正控制方法，其特征在于：所述空氣流場數學解析模型為塊狀模型結構，采用線性動態特性與非線性靜態特性相串聯的形式構成。
4.根據權利要求3所述的用于暫沖式跨聲速風洞的空氣流場模型校正控制方法，其特征在于：采用面積法辨識模型的線性動態部分，采用最小二乘法辨識模型的非線性部分。
5.根據權利要求1所述的用于暫沖式跨聲速風洞的空氣流場模型校正控制方法，其特征在于：步驟二對吹風實驗所獲取的結果數據的劃分方法為：先將攻角的變化劃分為由0度到負角度、由負角度到0度、由0度到正角度，這3大部分；然后在每一部分中再按設定的角度區間將數據再次分割為更小的數據段。
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