超声速风洞模型插入机构控制系统设计

发布时间：2021-08-17 19:10

　　针对颤振试验模型在超声速风洞启动/关车时会承受较大冲击载荷的问题,采用模型插入机构避免模型承受该载荷。设计了模型插入机构控制系统,介绍了以HNC100作为核心控制器和三级回零保护措施的硬件结构,以及先液压伺服定位再锁紧的控制方法,并给出了试验结果。结果表明,系统运行快速、平稳、可靠。该系统已成功应用于风洞试验,为我国2米量级超声速颤振试验平台的建立奠定了基础。 

【文章来源】：测控技术. 2019,38(12)

【文章页数】：5 页

【部分图文】：

模型插入机构结构示意图

根据以上要求，设计了模型插入机构控制系统，其硬件组成如图2所示。模型插入机构控制系统以力士乐公司的数字式液压伺服控制器HNC100-3X为核心。HNC100是一个可以对液压缸进行闭环控制的可编程控制器，通过以太网接入风洞测控系统网络，接收来自模型插入机构控制计算机的指令并反馈状态信息。模型插入机构控制计算机与风洞控制系统进行信息交互，完成试验过程。HNC100控制器根据模型插入机构控制计算机指令，经过运算后输出控制电压到高频响阀，推动油缸运动。油缸位置由内置式磁致伸缩位移传感器反馈。

HNC100提供了位置控制、压力控制、速度控制等多种控制算法，每种控制算法中的功能模块有多种方法可供选择，用户可根据具体的控制要求进行配置，而不需要自己设计控制算法。其中，位置控制有两种模式，一是伺服控制模式，即始终保持位置闭环控制;二是基于位置的减速控制模式，即先开环控制，到达目标位置附近再切换成位置闭环控制。在HNC100开发环境WINPED软件中激活或禁用相关模块即可选用相应的控制模式。基于模型插入机构的具体控制要求，本文选用位置控制的伺服控制模式，控制原理如图3所示。图3中，灰底方框表示该功能禁用，无底色方框表示该功能激活。PDT1控制器是主控制器，由PID控制和前馈/反馈调节系数组成，前馈/反馈调节系数用于设置油缸不同运动方向时的比例增益。位置精调模块选用残余电压模式，用于提高位置闭环的稳态精度。曲线适配模块用于补偿液压阀、油缸的非线性特性。

【参考文献】：
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硕士论文
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本文编号：3348330