[發(fā)明專利]一種風洞階梯變馬赫數(shù)控制方法、電子設備及存儲介質(zhì)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202211188528.7
• 申請日: 2022-09-28
• 公開（公告）號: CN115266014B
• 公開（公告）日: 2022-12-06
• 發(fā)明（設計）人: 郁文山;饒正周;金志偉;劉剛;劉龍兵;蘇北辰;邢盼;王琪山;宋佳敏;周波;鄒彬彬;景川;王鵬;武超;李思誼
• 申請（專利權）人: 中國空氣動力研究與發(fā)展中心高速空氣動力研究所
• 主分類號: G01M9/04
• 分類號: G01M9/04
• 代理公司: 成都九鼎天元知識產(chǎn)權代理有限公司 51214
• 代理人: 孫杰

本發(fā)明提供了一種風洞階梯變馬赫數(shù)控制方法、電子設備及存儲介質(zhì)，包括：步驟1、確定馬赫數(shù)階梯及不同階梯馬赫數(shù)對應的柵指或駐流的預設穩(wěn)態(tài)調(diào)節(jié)值；步驟2、風洞啟動后，首階梯馬赫數(shù)穩(wěn)態(tài)調(diào)節(jié)值預置到位，當總壓穩(wěn)定后，延時N秒，通過柵指或駐流對馬赫數(shù)進行閉環(huán)調(diào)節(jié)，直至馬赫數(shù)進入誤差帶，開始試驗；步驟3、當該階梯試驗結束后，柵指或駐流運行至下一馬赫數(shù)階梯穩(wěn)態(tài)值，延時N秒，進入馬赫數(shù)閉環(huán)調(diào)節(jié)；步驟4、通過柵指或駐流對當前階梯馬赫數(shù)進行閉環(huán)精確調(diào)節(jié)，當馬赫數(shù)穩(wěn)定后開始本階梯氣動力試驗，并重復步驟3?4，直到所有的馬赫數(shù)階梯試驗完成。本發(fā)明階梯變馬赫數(shù)過程超調(diào)小、調(diào)節(jié)時間短，能降低試驗能耗、提升試驗的安全可靠性。

技術領域

本發(fā)明涉及航空航天飛行器地面模擬試驗技術領域，特別涉及一種基于分段延時閉環(huán)的風洞階梯變馬赫數(shù)控制方法、電子設備及存儲介質(zhì)。

背景技術

本發(fā)明涉及風洞是航空航天飛行器進行空氣動力學試驗不可或缺的地面模擬設備。在風洞試驗中，根據(jù)氣動力試驗的特殊需求，要求試驗總壓、試驗攻角及模型狀態(tài)恒定的情況下，獲取不同馬赫數(shù)狀態(tài)下的氣動數(shù)據(jù)。目前，在定總壓定攻角階梯變馬赫數(shù)試驗方式下，首先主進氣閥高開充壓使風洞總壓快速到達預設值，當總壓進入切換點后，通過主排氣閥閉環(huán)控制對總壓進行精確調(diào)節(jié)；當總壓穩(wěn)定后，再通過二喉道柵指機構（0.3 ≤ M 0.9）或是駐室流量閥（以下簡稱駐流）（0.9 ≤ M 1.2）對馬赫數(shù)進行閉環(huán)調(diào)節(jié)。在此過程中，由于階梯變馬赫數(shù)試驗需求，當前階梯馬赫數(shù)試驗完成后，為實現(xiàn)下一階梯馬赫數(shù)，就需要柵指機構或是駐流通過位移伸縮或開度變化進行調(diào)節(jié)，由于前后階梯之間馬赫數(shù)差值較大，在PID閉環(huán)作用下對馬赫數(shù)進行偏差調(diào)節(jié)，為了快速消除馬赫數(shù)偏差，勢必造成調(diào)節(jié)機構的大超調(diào)，使得馬赫數(shù)大幅波動，調(diào)節(jié)時間變長。甚至由于流場的大幅波動，影響氣動力試驗的安全可靠性。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決現(xiàn)有定總壓定攻角階梯變馬赫數(shù)流場控制方法存在的馬赫數(shù)大幅波動、調(diào)節(jié)時間長及影響試驗安全可靠性的問題，提供了一種基于分段延時閉環(huán)的風洞階梯變馬赫數(shù)控制方法、電子設備及存儲介質(zhì)。

本發(fā)明采用的技術方案如下：一種風洞階梯變馬赫數(shù)控制方法，包括：

步驟1、根據(jù)試驗需求確定馬赫數(shù)階梯（由n個馬赫數(shù)組成），確定不同階梯馬赫數(shù)對應的柵指或駐流的預設穩(wěn)態(tài)調(diào)節(jié)值；

步驟2、風洞啟動后，馬赫數(shù)首階梯下的柵指機構或駐流穩(wěn)態(tài)調(diào)節(jié)值預置到位，當總壓穩(wěn)定后，延時N秒，通過柵指或駐流對首階梯馬赫數(shù)進行閉環(huán)調(diào)節(jié)，直至馬赫數(shù)進入誤差帶，開始氣動力試驗；

步驟3、當該階梯馬赫數(shù)氣動力試驗結束后，斷開馬赫數(shù)閉環(huán)調(diào)節(jié)，柵指或駐流運行至下一馬赫數(shù)階梯穩(wěn)態(tài)值，并延時N秒，進入馬赫數(shù)閉環(huán)調(diào)節(jié)；

步驟4、通過柵指或駐流對當前階梯馬赫數(shù)進行閉環(huán)精確調(diào)節(jié)，直至馬赫數(shù)進入誤差帶，開始本階梯氣動力試驗，并重復步驟3-步驟4，直到所有的馬赫數(shù)階梯試驗完成。

進一步的，所述步驟1中，通過歷史數(shù)據(jù)和專家經(jīng)驗確定總壓下不同階梯馬赫數(shù)工況時的柵指或駐流預設穩(wěn)態(tài)調(diào)節(jié)值，形成運行控制參數(shù)表（可根據(jù)試驗過程進行不斷迭代優(yōu)化），風洞試驗系統(tǒng)根據(jù)運行控制參數(shù)表實現(xiàn)流場參數(shù)控制。

進一步的，所述運行控制參數(shù)包含柵指和駐流單獨控制時各自的預設穩(wěn)態(tài)調(diào)節(jié)值以及柵指和駐流配合調(diào)節(jié)時的預設固定值和預設穩(wěn)態(tài)調(diào)節(jié)值。

進一步的，所述步驟3中，通過變馬赫數(shù)階梯觸發(fā)上升沿變量，以此斷開流場穩(wěn)定判定、柵指調(diào)馬赫數(shù)穩(wěn)定判定及駐流調(diào)馬赫數(shù)穩(wěn)定判定，使馬赫數(shù)閉環(huán)斷開。

進一步的，所述N在0.3s-3s之間取值。

進一步的，所述馬赫數(shù)階梯數(shù)n大于等于2且小于14。

本發(fā)明還提出了一種電子設備，包括存儲器和處理器，所述存儲器上存儲有能夠被處理器加載并執(zhí)行上述的風洞階梯變馬赫數(shù)控制方法對應的計算機程序。