5.5米×4米声学风洞传声器移测装置控制系统设计与实现
发布时间：2021-02-15 18:19
作为开展空气动力声学实验和研究的主要地面设备,声学风洞通常利用传声器来获取飞行器的气动噪声特性。目前,风洞中传声器多为固定型或手持移动型,存在传声器转换位置效率低、定位精度差的缺点,难以满足飞行器多位置气动参数高效和高精度测量需求。针对上述问题,论文基于5.5米×4米声学风洞开展了传声器移测装置的设计和研制工作,以期实现气动噪声参数测量精度和试验效率的有效提升。论文主要研究内容如下:首先对移测装置的总体设计进行了详细介绍。移测装置通过X、Y、Z向机构实现沿风洞轴向的三维移动。其中,X、Z向移测机构共同组成通用移测平台,可满足风洞水平面上线位移测量需求。Y向移测机构则为附加模块,结合X、Z向机构,可实现内流场噪声测量。而后,从声学风洞噪声测量需求和移测装置结构特点出发,确定了以PLC为核心控制器,以现场总线连接伺服驱动的设计方案。论文详细阐述了该系统工作原理,并对系统软硬件结构、设计选型以及软件设计进行了介绍。同时,对多轴定位控制、同步控制以及齿轮换向间隙消除等问题提出了针对性的解决措施。最后,通过地面调试和风洞试验相结合的方式对移测系统进行了测试,包括系统功能和性能测试。试验结果表明,...
【文章来源】：西南科技大学四川省
【文章页数】：62 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
5米×4米声学风洞随着航空声学风洞的投入使用和气动噪声测量技术的进一步提升，以及各类型直
4图1-2DNWLLF声学风洞德国斯图加特内燃机与车辆研究所在1988年也建成了空气动力学-声学风洞，处于世界领先水平。日本铁道技术研究院于1996年建成了RTRI大尺度低噪声风洞，同样具备开、闭两用的试验段，主要用于地面交通工具空气动力学及气动声学试验，RTRI大尺度低噪声风洞如图1-3所示。国外研制的低速风洞多自由度运动机构装置，比较典型的有：欧洲的DNW(German-DutchWindTunnels)风洞中使用的MPM(ModelPositioningMechanism)系统，是一种高速六自由度并联机构，能够进行动态试验和静态试验。瑞典FFA的Φ3.6米低速风洞、美国NASA兰利全尺寸风洞均配有多自由度试验攻角机构，在风洞中可为航空器模型提供俯仰、偏航及滚转各姿态的变化，可实现大于角度90°的攻角状态[30][31]图1-3RTRI大尺度低噪声风洞国外在直升机旋翼气动噪声研究方面，对于传声器的分类主要有：一类是平面外固定传声器，布置在风洞试验段外，旋翼平面下方，作为风洞噪声参考源；二类是移测架传声器，布置在试验段内，旋翼平面下方，通过移动测试桨涡干扰噪声分布；三类是平面内传声器，测试旋翼平面低频旋翼噪声。旋翼气动噪声的远场传播特性和桨西南科技大学硕士学位论文
4图1-2DNWLLF声学风洞德国斯图加特内燃机与车辆研究所在1988年也建成了空气动力学-声学风洞，处于世界领先水平。日本铁道技术研究院于1996年建成了RTRI大尺度低噪声风洞，同样具备开、闭两用的试验段，主要用于地面交通工具空气动力学及气动声学试验，RTRI大尺度低噪声风洞如图1-3所示。国外研制的低速风洞多自由度运动机构装置，比较典型的有：欧洲的DNW(German-DutchWindTunnels)风洞中使用的MPM(ModelPositioningMechanism)系统，是一种高速六自由度并联机构，能够进行动态试验和静态试验。瑞典FFA的Φ3.6米低速风洞、美国NASA兰利全尺寸风洞均配有多自由度试验攻角机构，在风洞中可为航空器模型提供俯仰、偏航及滚转各姿态的变化，可实现大于角度90°的攻角状态[30][31]图1-3RTRI大尺度低噪声风洞国外在直升机旋翼气动噪声研究方面，对于传声器的分类主要有：一类是平面外固定传声器，布置在风洞试验段外，旋翼平面下方，作为风洞噪声参考源；二类是移测架传声器，布置在试验段内，旋翼平面下方，通过移动测试桨涡干扰噪声分布；三类是平面内传声器，测试旋翼平面低频旋翼噪声。旋翼气动噪声的远场传播特性和桨西南科技大学硕士学位论文
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于西门子PLCS7-300的自来水厂自动控制系统的研究与设计[J]. 孙智宗. 通信电源技术. 2019(10)
[2]对西门子PLC300的技术特点和应用探讨[J]. 王文军,曹平. 石化技术. 2019(06)
[3]西门子PLC编程及其工程应用[J]. 郑海生. 科学技术创新. 2018(04)
[4]开孔壁蜂窝器整流特性实验研究[J]. 符澄,彭强,李毅,廖达雄,吕金磊,朱博. 实验流体力学. 2016(05)
[5]S7-300PLC控制步进电机的应用设计[J]. 严春平,倪志莲. 装备制造技术. 2015(12)
[6]PLC技术在电气设备自动化控制中的应用[J]. 刘铁中. 科技视界. 2013(34)
[7]气动噪声风洞试验技术发展概述[J]. 陈大斌,周家检,郝璇,张卫民. 实验流体力学. 2013(01)
[8]风洞发展现状及趋势研究[J]. 战培国,赵昕. 航空科学技术. 2010(04)
[9]低速航空声学风洞背景噪声测试技术研究[J]. 朱博,汤更生,顾光武,李鹏. 实验流体力学. 2009(04)
[10]风洞单自由度移测架及其控制系统设计[J]. 陈太洪,施洪昌. 工业控制计算机. 2006(03)
硕士论文
[1]立式风洞伞试验支撑装置控制系统研制[D]. 兰宇.西南科技大学 2018
[2]低速风洞三自由度机械臂及其控制系统设计[D]. 李东.西南科技大学 2018
[3]4米×3米低速风洞大迎角控制系统设计与实现[D]. 车兵辉.西南科技大学 2017
[4]某大型连续风洞移测装置的整体方案设计与优化[D]. 郑恋.重庆大学 2017
[5]航空声学风洞声学测量系统研究与实现[D]. 卢翔宇.重庆大学 2015
[6]气动噪声源的麦克风阵列识别定位技术研究[D]. 黄奔.中国空气动力研究与发展中心 2014
[7]六自由度并联风洞模型支撑系统机构优化[D]. 张浩.清华大学 2011
[8]超燃风洞六自由度攻角系统的关键技术研究[D]. 辛华.国防科学技术大学 2011
[9]低速风洞进气道试验测量与控制系统的设计[D]. 魏艳.哈尔滨工程大学 2008
本文编号：3035325
【文章来源】：西南科技大学四川省
【文章页数】：62 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
5米×4米声学风洞随着航空声学风洞的投入使用和气动噪声测量技术的进一步提升，以及各类型直
4图1-2DNWLLF声学风洞德国斯图加特内燃机与车辆研究所在1988年也建成了空气动力学-声学风洞，处于世界领先水平。日本铁道技术研究院于1996年建成了RTRI大尺度低噪声风洞，同样具备开、闭两用的试验段，主要用于地面交通工具空气动力学及气动声学试验，RTRI大尺度低噪声风洞如图1-3所示。国外研制的低速风洞多自由度运动机构装置，比较典型的有：欧洲的DNW(German-DutchWindTunnels)风洞中使用的MPM(ModelPositioningMechanism)系统，是一种高速六自由度并联机构，能够进行动态试验和静态试验。瑞典FFA的Φ3.6米低速风洞、美国NASA兰利全尺寸风洞均配有多自由度试验攻角机构，在风洞中可为航空器模型提供俯仰、偏航及滚转各姿态的变化，可实现大于角度90°的攻角状态[30][31]图1-3RTRI大尺度低噪声风洞国外在直升机旋翼气动噪声研究方面，对于传声器的分类主要有：一类是平面外固定传声器，布置在风洞试验段外，旋翼平面下方，作为风洞噪声参考源；二类是移测架传声器，布置在试验段内，旋翼平面下方，通过移动测试桨涡干扰噪声分布；三类是平面内传声器，测试旋翼平面低频旋翼噪声。旋翼气动噪声的远场传播特性和桨西南科技大学硕士学位论文
4图1-2DNWLLF声学风洞德国斯图加特内燃机与车辆研究所在1988年也建成了空气动力学-声学风洞，处于世界领先水平。日本铁道技术研究院于1996年建成了RTRI大尺度低噪声风洞，同样具备开、闭两用的试验段，主要用于地面交通工具空气动力学及气动声学试验，RTRI大尺度低噪声风洞如图1-3所示。国外研制的低速风洞多自由度运动机构装置，比较典型的有：欧洲的DNW(German-DutchWindTunnels)风洞中使用的MPM(ModelPositioningMechanism)系统，是一种高速六自由度并联机构，能够进行动态试验和静态试验。瑞典FFA的Φ3.6米低速风洞、美国NASA兰利全尺寸风洞均配有多自由度试验攻角机构，在风洞中可为航空器模型提供俯仰、偏航及滚转各姿态的变化，可实现大于角度90°的攻角状态[30][31]图1-3RTRI大尺度低噪声风洞国外在直升机旋翼气动噪声研究方面，对于传声器的分类主要有：一类是平面外固定传声器，布置在风洞试验段外，旋翼平面下方，作为风洞噪声参考源；二类是移测架传声器，布置在试验段内，旋翼平面下方，通过移动测试桨涡干扰噪声分布；三类是平面内传声器，测试旋翼平面低频旋翼噪声。旋翼气动噪声的远场传播特性和桨西南科技大学硕士学位论文
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于西门子PLCS7-300的自来水厂自动控制系统的研究与设计[J]. 孙智宗. 通信电源技术. 2019(10)
[2]对西门子PLC300的技术特点和应用探讨[J]. 王文军,曹平. 石化技术. 2019(06)
[3]西门子PLC编程及其工程应用[J]. 郑海生. 科学技术创新. 2018(04)
[4]开孔壁蜂窝器整流特性实验研究[J]. 符澄,彭强,李毅,廖达雄,吕金磊,朱博. 实验流体力学. 2016(05)
[5]S7-300PLC控制步进电机的应用设计[J]. 严春平,倪志莲. 装备制造技术. 2015(12)
[6]PLC技术在电气设备自动化控制中的应用[J]. 刘铁中. 科技视界. 2013(34)
[7]气动噪声风洞试验技术发展概述[J]. 陈大斌,周家检,郝璇,张卫民. 实验流体力学. 2013(01)
[8]风洞发展现状及趋势研究[J]. 战培国,赵昕. 航空科学技术. 2010(04)
[9]低速航空声学风洞背景噪声测试技术研究[J]. 朱博,汤更生,顾光武,李鹏. 实验流体力学. 2009(04)
[10]风洞单自由度移测架及其控制系统设计[J]. 陈太洪,施洪昌. 工业控制计算机. 2006(03)
硕士论文
[1]立式风洞伞试验支撑装置控制系统研制[D]. 兰宇.西南科技大学 2018
[2]低速风洞三自由度机械臂及其控制系统设计[D]. 李东.西南科技大学 2018
[3]4米×3米低速风洞大迎角控制系统设计与实现[D]. 车兵辉.西南科技大学 2017
[4]某大型连续风洞移测装置的整体方案设计与优化[D]. 郑恋.重庆大学 2017
[5]航空声学风洞声学测量系统研究与实现[D]. 卢翔宇.重庆大学 2015
[6]气动噪声源的麦克风阵列识别定位技术研究[D]. 黄奔.中国空气动力研究与发展中心 2014
[7]六自由度并联风洞模型支撑系统机构优化[D]. 张浩.清华大学 2011
[8]超燃风洞六自由度攻角系统的关键技术研究[D]. 辛华.国防科学技术大学 2011
[9]低速风洞进气道试验测量与控制系统的设计[D]. 魏艳.哈尔滨工程大学 2008
本文编号：3035325
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