基于模糊PI控制的瞬态高温控制策略研究

发布时间：2024-03-22 21:46

　　目的通过地面环境试验研究气动热引起的瞬态高温环境对飞行器结构的影响。方法设计基于石英灯和离心机的瞬态高温-加速度复合试验系统,研究温度和加速度同步控制系统的结构和原理,分析无制冷装置环境下瞬态高温控制的难点,提出基于模糊PI控制器的温度控制策略。结果通过MATLAB仿真验证,设计的模糊PI控制器相比传统的PI控制器能够有效提高温度控制的动态性能与精确性。结论将基于模糊PI控制的瞬态加热控制策略应用于瞬态高温控制是可行、有效的,能为地面气动热模拟环境试验提供技术保障。

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【部分图文】：

图1瞬态高温-加速度复合试验系统

为了模拟气动热环境，设计了一种瞬态高温-加速度复合试验，即通过同步控制离心机转速和石英灯的功率来实现向心加速度与试件表面瞬态温度的同步模拟。瞬态高温-加速度复合试验系统的结构如图1所示。试验件和石英灯阵通过夹具和支架进行固定，并安装于离心机吊篮内。试件表面的温度通过环形石英灯灯阵....

图2石英灯灯阵

图1瞬态高温-加速度复合试验系统瞬态高温-加速度复合试验系统成败的关键在于石英灯功率与离心机转速同步控制的动态性和精确性，复合试验系统的同步控制系统如图3所示。

图3瞬态高温-加速度同步控制系统

瞬态高温-加速度复合试验系统成败的关键在于石英灯功率与离心机转速同步控制的动态性和精确性，复合试验系统的同步控制系统如图3所示。其中，加速度的控制（即离心机的转速控制）相对简单，且独立（不受温度影响），因此只要温度能跟随实测的加速度，就可以实现温度和加速度的同步控制。温度和加速度....

图4无制冷装置的瞬态高温控制曲线

由于压缩机无法承受几十个g的离心场环境，因此无制冷装置条件下开展瞬态高温控制，十分容易导致较大的超调量δ和较大的稳态误差ess。典型的无制冷装置的瞬态高温控制曲线如图4所示。控制难点在于：在加热初始阶段（T<Ty），系统温度上升较快，温度偏差比较大。当温度上升到Ty时，停止加热（....

本文编号：3934995