低速风洞进气道试验测量与控制系统的设计

论文摘要

对于任何飞机或使用航空发动机的导弹,进气道是一个很重要的部件。在研制一种新的进气道时,除了进行大量的气动理论计算外,必须进行大量的缩尺模型风洞试验。本文根据FL-8低速风洞具体的实验情况,依据目前测控领域内的新技术,设计了一套目前比较先进的进气道测控系统。该系统包含稳态测量系统、动态测量系统、流量及供气压力控制三个主要节点。本文给出了该套测控系统的总体设计方案,对系统的三个重要组成节点进行了详细的论述。鉴于稳态测量的技术比较成熟,只做了简单介绍,重点介绍了基于尼高利公司的Odyssey动态测量技术和采用了交流伺服控制系统的压力流量控制方法,给出了这两部分节点的硬件框图和工作原理。在软件的设计上,采用了通用的模块化的设计规则,将软件根据实际需要划分了若干个模块,在试验时可以根据需要进行调用。各个模块之间在功能上相互独立,同时又能够通过标准数据接口建立有机联系。在所有的模块之中,重点介绍了压力流量控制模块,该模块采用模糊PID的控制策略,给出了该控制策略的具体算法和软件流程图以及试验的对比结果。目前该测控系统已经成功地应用FL-8风洞的多项试验当中,试验结果表明该系统运行正常可靠,具有较高稳动态测量精度,能够很好的满足试验的要求,测试系统的性能到了预定的设计指标。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题研究的背景
• 1.2 进气道风洞试验的作用
• 1.3 国内进气道试验的基本状况
• 1.4 课题研究的主要内容
• 第2章 进气道风洞试验概述
• 2.1 进气道试验设备
• 2.1.1 风洞
• 2.1.2 模型支撑系统
• 2.1.3 引射系统
• 2.1.4 流量测量装置
• 2.1.5 测量段
• 2.2 进气道试验测量控制系统
• 2.2.1 主控计算机
• 2.2.2 稳态测量系统
• 2.2.3 动态测量系统
• 2.2.4 流量控制系统
• 2.2.5 数据处理计算机
• 2.3 本章小结
• 第3章 进气道动态测量系统
• 3.1 进气道动态系统的技术要求
• 3.2 动态压力传感器
• 3.3 动态数据采集系统
• 3.3.1 Odyssey数据采集系统概述
• 3.3.2 Odyssey数据采集卡
• 3.4 动态信号调理器
• 3.4.1 放大器技术指标
• 3.4.2 高通滤波器
• 3.4.3 低通滤波器
• 3.4.4 组合方案
• 3.5 本章小结
• 第4章 进气道流量控制系统设计
• 4.1 进气道流量控制系统工作原理
• 4.2 交流伺服驱动系统
• 4.3 基于 PC的开放式伺服控制系统
• 4.4 交流伺服电机和驱动器选型
• 4.5 数据采集卡 PCI-6024E
• 4.6 运动控制卡 PCI-8164
• 4.7 典型的硬件接口电路
• 4.7.1 电机与驱动器连线
• 4.7.2 主回路接线
• 4.7.3 接口电路
• 4.8 本章小结
• 第5章 基于模糊 PID的压力控制策略
• 5.1 模糊 PID控制系统
• 5.2 压力模糊控制系统的组成
• 5.3 参数模糊自整定 PID控制器的设计
• 5.3.1 输入输出变量模糊化过程
• 5.3.2 压力控制系统模糊控制规则的建立
• 5.3.3 压力控制系统输出量精确过程
• 5.4 试验结果
• 5.5 本章小结
• 第6章 进气道试验软件开发
• 6.1 概述
• 6.2 上位机主控软件的构成
• 6.2.1 实验项目管理模块
• 6.2.2 实验计划解释模块
• 6.2.3 数据监控模块
• 6.2.4 控制模块
• 6.3 主控软件界面及试验流程图
• 6.4 下位机执行软件
• 6.4.1 压力控制软件
• 6.4.2 动态数据采集处理软件
• 6.5 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读学位期间发表的学术论文及取得的成果
• 致谢
• 个人简历