某航空声学风洞控制系统
发布时间：2021-09-05 12:47
为降低飞行器、地面交通工具等的噪声,设计一种航空声学风洞控制系统。介绍风洞控制系统各部分功能,根据声学风洞控制系统的特点,对其技术难题进行分析,通过调节风扇电机的转速来实现试验段速压的闭环控制,对风洞模型支撑机构进行设计,根据试验配置内容选取控制流程完成风洞运行控制任务,并开展相关性能指标测试。调试结果表明:该系统运行稳定可靠,各项控制性能均达到或优于技术指标要求。
【文章来源】：兵工自动化. 2020,39(08)
【文章页数】：6 页
【部分图文】：
风洞总体结构
在网络架构方面，考虑到该风洞尺寸大、现场电磁环境复杂，控制系统采取光纤环形主干网、PROFINET工业以太网、PROFIBUS现场总线网相结合的综合性网络作为控制系统总体网络架构(如图2)。光纤环网具有传输距离长、电磁兼容性好，且兼具冗余功能，任一节点发生故障，不会影响整个网络的数据传输，大大提高控制网络的可靠性[3-4];PROFINET通信结合iRT等时间同步技术，解决了网络传输的数据堵塞风暴、时间不确定性和响应快速性等的问题，各子系统之间以PROFINET I-Device技术互为I/O设备进行通信，从而满足控制系统的实时性要求；各子系统内部，对于短距离、通信实时性要求不高的，可采用PROFIBUS-DP通信方式，提高系统的经济性。2 主要控制子系统设计实现
流场控制系统中，风扇电机转速作为控制点，试验段速压作为检测点。在风扇电机转速闭环控制中，风扇的负载特性确定了风扇电机转速的上升及下降需要较长的时间；同时，由于风洞尺寸较大，控制点与检测点之间距离超过200 m，风扇电机转速改变导致试验段流场变化也需要一定的时间；因此，流场控制系统又是一个大滞后系统。为了克服大滞后可能带来的超调和振荡，提高系统响应速度，在串级控制的基础上加入风扇电机转速前馈环节，提高流场控制系统性能。流场控制原理如图3。图中：ps为试验段速压设定值；pr为试验段速压实际值；Δp为速压偏差；ns为风扇电机转速给定值；nr为风扇电机转速实际值。2.1.1 风扇电机转速控制
【参考文献】：
期刊论文
[1]大系统的常规控制系统结构设计[J]. 许锋,袁未未,罗雄麟. 计算机与应用化学. 2017(09)
[2]New adaptive vector control methods for induction motors with simpler structure and better performance[J]. Kang-Zhi LIU,Masashi YOKOO,Keiichiro KONDO,Tadanao ZANMA. Control Theory and Technology. 2015(02)
[3]5.5m×4m声学风洞尾撑系统机电液联合建模与仿真研究[J]. 刘念,王帆,李树成. 机床与液压. 2013(17)
[4]某超声速风洞测控系统[J]. 高川,刘烽,周波,周润,喻波. 兵工自动化. 2013(02)
[5]航空声学风洞的声学设计研究[J]. 李鹏,汤更生,余永生,吕波. 实验流体力学. 2011(03)
[6]光纤环网中建立数据传输模型的方法研究[J]. 孟保国,张燕梅,彭书萍. 计算机应用研究. 2011(05)
[7]现代航空声学风洞技术现状与发展[J]. 于涛,范洁川,贾元胜. 实验流体力学. 2007(03)
[8]液压同步控制系统及其应用[J]. 苏东海,韩国惠,于江华,史洪林. 沈阳工业大学学报. 2005(04)
硕士论文
[1]级联H桥变换器矢量控制方法研究[D]. 李广贺.北京交通大学 2017
本文编号：3385378
【文章来源】：兵工自动化. 2020,39(08)
【文章页数】：6 页
【部分图文】：
风洞总体结构
在网络架构方面，考虑到该风洞尺寸大、现场电磁环境复杂，控制系统采取光纤环形主干网、PROFINET工业以太网、PROFIBUS现场总线网相结合的综合性网络作为控制系统总体网络架构(如图2)。光纤环网具有传输距离长、电磁兼容性好，且兼具冗余功能，任一节点发生故障，不会影响整个网络的数据传输，大大提高控制网络的可靠性[3-4];PROFINET通信结合iRT等时间同步技术，解决了网络传输的数据堵塞风暴、时间不确定性和响应快速性等的问题，各子系统之间以PROFINET I-Device技术互为I/O设备进行通信，从而满足控制系统的实时性要求；各子系统内部，对于短距离、通信实时性要求不高的，可采用PROFIBUS-DP通信方式，提高系统的经济性。2 主要控制子系统设计实现
流场控制系统中，风扇电机转速作为控制点，试验段速压作为检测点。在风扇电机转速闭环控制中，风扇的负载特性确定了风扇电机转速的上升及下降需要较长的时间；同时，由于风洞尺寸较大，控制点与检测点之间距离超过200 m，风扇电机转速改变导致试验段流场变化也需要一定的时间；因此，流场控制系统又是一个大滞后系统。为了克服大滞后可能带来的超调和振荡，提高系统响应速度，在串级控制的基础上加入风扇电机转速前馈环节，提高流场控制系统性能。流场控制原理如图3。图中：ps为试验段速压设定值；pr为试验段速压实际值；Δp为速压偏差；ns为风扇电机转速给定值；nr为风扇电机转速实际值。2.1.1 风扇电机转速控制
【参考文献】：
期刊论文
[1]大系统的常规控制系统结构设计[J]. 许锋,袁未未,罗雄麟. 计算机与应用化学. 2017(09)
[2]New adaptive vector control methods for induction motors with simpler structure and better performance[J]. Kang-Zhi LIU,Masashi YOKOO,Keiichiro KONDO,Tadanao ZANMA. Control Theory and Technology. 2015(02)
[3]5.5m×4m声学风洞尾撑系统机电液联合建模与仿真研究[J]. 刘念,王帆,李树成. 机床与液压. 2013(17)
[4]某超声速风洞测控系统[J]. 高川,刘烽,周波,周润,喻波. 兵工自动化. 2013(02)
[5]航空声学风洞的声学设计研究[J]. 李鹏,汤更生,余永生,吕波. 实验流体力学. 2011(03)
[6]光纤环网中建立数据传输模型的方法研究[J]. 孟保国,张燕梅,彭书萍. 计算机应用研究. 2011(05)
[7]现代航空声学风洞技术现状与发展[J]. 于涛,范洁川,贾元胜. 实验流体力学. 2007(03)
[8]液压同步控制系统及其应用[J]. 苏东海,韩国惠,于江华,史洪林. 沈阳工业大学学报. 2005(04)
硕士论文
[1]级联H桥变换器矢量控制方法研究[D]. 李广贺.北京交通大学 2017
本文编号：3385378
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/lxlw/3385378.html
