1.2m跨超声速风洞超扩段栅指控制系统.pdfVIP

1．2m跨超声速风洞超扩段栅指控制系统 李．青春 李玲 干，暑．a’ 十；：啊， 中嘲窄气f巩力砩究、发罐中心设备设计’{㈣诫技术州究所 心lIl绵阳B226聪 摘要：本文对12m跨、超声速风洞栅指M数拧制系统作了较为详细的介绍，包括硬件系统的 设计、硬件配置，功能选择和软件设计，以及本系统与风垌总压挖制系统的连接和通讯，最后 给出了I2m跨、超声速风洞栅指M数控制系统的渊试结果。 引言 跨超声速风洞是气动中心的一膨人型跨声迷试验澧备．其试验马赫数从05～1．2，试验段 尺寸为1．2m×1．2m，试验马赫数精度为0005左右。近来，随着我因航字、航天事业的发展， 为r满足某些特殊型号试验的需要，要求马赫数试验精度…原水的0．005提高刊0003，为此 枉试验段的下游超声述{J、散段喉道处^-右匿删学j目加一对栅指。通过栅指的伸缩彤成流通面积 可变的声述喉道，实现对试验殴M数的精确柠制。 系统硬件结构 j 2m风洞栅指M数控制系统如图I所示，系统山伺服电机、伺服电机控制器、绝对式光电 编码器、编码器数显表、工控机、A／D、O／A扳继电器板、数字量输入、输出板等设备所组成。 系统』l有现场手动和控制闯点动、手动和自动控制功能。 电机轴上配有1：7的星形减速齿轮箱。另一轴端带仃轴端编码器，}}j途系统的速度反馈。{-q 服电机控制器为勺之配套的西门’FSIMODRIVE 6}l掣拧制器．为使结构紧凑，选崩了双轴驱动 方式，而使左：矗栅指的运动特性基本“致。这一系统媳有极好的动、静态品质，它可在几毫秒 内将电机转速，提到额定转速，Iz日时在低速时．还可保持强劲扭距，换向灵活。 为使栅指控制系统具有高的位置控制精度，系统设计中选蹦了绝对式光电编码器作为位置 上，由此可得位鬣检测精度为o 的实时性，义保证数据传递精度。 D／k板为12位，M数控制系统A，，D扳为i6忙；D／A板为【4位。 位置谰节器为自制的PID调停器。其结构灵活可通过跨接器进}f控制模态的选择。 2系统功能 c-}3．I：程序有如下功能：栅指位置控制，M数控制，传感器系数设定，调节片位置控制，控 243 制器多数改定，系统分析。 2 I位置控制 位置控制功能通过计耸机给栅指和调竹片系统一定的位置值，由伺服控制器控制栅指和调 节片的移动，这里上位机主要是进盯两侧棚指和四个调节片的协调控制。以保证两侧船指同步 穆动和四个调节片m调动作以吖i发乍别i，栅指同步调节器的绪构如图2所示。 2．2 M数控制 M数拧制系统是一jF线性系统，M数与总静压的关系为： M=√5×[(Po,lp，)：～一11 式中凡一稳定段总压： P，一试验段静压=． 为保旺控制系统具有较好的挖制性能，控制中采用了非线性系统线性化的方法。卸 M数控制系统在人偏筹情况I、不段八r作、控制中先投入总压控制系统，在总压基本稳 守后，再投入M数控制系统。M数控制系统的控制算法为智能PID控制。也即系统根据 不同的特征，采}目不周的摸态控制和参数，实施对系统的控制。 3试验结果 】2m风澜超扩段改造栅指控制系统经悯试和多次型号试验后，达到了如一F指标： 位簧控制精度：o5mⅢ M数控制精度：o003 风洞试验段M数下限由05延到0．3，嚣状态下的M数精度见表1。 由上看出，系统改造非常成功·完全哒纠了预期指标。通过改造使1．2m风洞的型号试 验能力人为提高。改造岳的系统n：921 j‘程和十号f：程试验中发生了重要作用，受到用户 好评．并fi该系统已_r 97年通过．r}h92l】稃9家组和验收组的验收。 试验给定M数 实测M数均值 M数均方差值 试验攻角数 04 040447 O．00184 9 0．5 0．5003 O