CN107943174A - 一种地面结冰云雾模拟设备控制系统 - Google Patents

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李闯勤
王红斌
吴敬涛
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    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D27/00—Simultaneous control of variables covered by two or more of main groups G05D1/00 - G05D25/00
    • G05D27/02—Simultaneous control of variables covered by two or more of main groups G05D1/00 - G05D25/00 characterised by the use of electric means

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Abstract

本发明公开了一种地面结冰云雾模拟设备控制系统。所述地面结冰云雾模拟设备控制系统包括：控制器、供水压力调节单元、供水流量检测单元、回水压力调节单元、回水水流量及压力检测单元、供气压力调节单元、喷雾棒组；所述喷雾棒组能够通过所述水源所提供的液体以及气源所提供的气体从而喷洒雾滴；所述供水压力调节单元与所述供气压力调节单元配合，从而调节所述雾滴的直径以及云雾液态水含量。本申请的地面结冰云雾模拟设备控制系统通过供水压力调节单元与所述供气压力调节单元配合，从而调节所述雾滴的直径以及云雾液态水含量，从而能够实现快速匹配供水压力、供气压力，精确实现不同MVD、LWC参数的云雾的目的。

Description

一种地面结冰云雾模拟设备控制系统
技术领域
本发明涉及飞机地面结冰云雾试验技术领域，特别是涉及一种地面结冰云雾模拟设备控制系统。
背景技术
飞机结冰会引起飞机气动特性、动力系统性能以及操纵等方面的问题，严重影响飞机性能。
结冰气象条件模拟设备作为飞机防除冰系统试验验证的常用手段，用于产生符合试验所需的结冰环境。在飞机结冰环境模拟方面，现阶段国内结冰气象条件模拟设备对结冰云参数覆盖范围有限，不能完全满足要求的中值直径和液态水含量的组合条件。
因此，希望有一种技术方案来克服或至少减轻现有技术的至少一个上述缺陷。
发明内容
本发明的目的在于提供一种地面结冰云雾模拟设备控制系统来克服或至少减轻现有技术的至少一个上述缺陷。
为实现上述目的，本发明提供一种地面结冰云雾模拟设备控制系统，所述地面结冰云雾模拟设备控制系统包括：控制器、供水压力调节单元、供水流量检测单元、回水压力调节单元、回水水流量及压力检测单元、供气压力调节单元、喷雾棒组；
所述控制器通过模拟量信号传输线分别与供水压力调节单元、供水流量检测单元、回水压力调节单元、回水水流量及压力检测单元、供气压力调节单元、喷雾棒连接；
所述喷雾棒组的进水管道通过管路连通水源；所述供水压力调节单元、供水流量监测单元设置在所述水源与所述喷雾棒组连通的管道上；
所述喷雾棒组的出水管道通过管路连通回水系统，所述回水压力调节单元、回水水流量检测单元设置在所述喷雾棒组的出水管道与所述回水系统连接的管路上；
所述喷雾棒组的进气管道与气源通过管道连通，所述供气压力调节单元设置在所述喷雾棒组的进气管道与所述气源连通的管道上；其中，
所述控制器用于控制所述供水压力调节单元、供水流量监测单元、回水压力调节单元、回水水流量及压力检测单元、供气压力调节单元以及喷雾棒工作；
所述喷雾棒组能够通过所述水源所提供的液体以及气源所提供的气体从而喷洒雾滴；
所述供水压力调节单元与所述供气压力调节单元配合，从而调节所述雾滴的直径以及云雾液态水含量。
优选地，所述控制器与所述供水压力调节单元、供水流量检测单元形成闭环PID控制。
优选地，所述地面结冰云雾模拟设备控制系统进一步包括供气压力检测装置，所述供气压力检测装置设置在所述喷雾棒组的进气管道与所述气源连通的管道上。
优选地，所述控制器与所述供气压力调节单元、供气压力检测装置形成闭环PID控制。
优选地，所述控制器与所述回水压力调节单元、回水水流量及压力检测单元形成开环控制，从而调节所述喷雾棒组的流阻状态。
优选地，所述地面结冰云雾模拟设备控制系统进一步包括可视化监控台；所述控制器通过以太网通讯模块与所述可视化监控台的通讯。
优选地，所述回水压力调节单元为背压控制阀。
优选地，所述喷雾棒组包括一个或多个可重配置喷雾棒以及喷雾棒可重配置设备；
所述喷雾棒可重配置设备与各个所述喷雾棒连接。
优选地，所述地面结冰云雾模拟设备控制系统进一步包括增压水泵，所述增压水泵设置在所述水源的出水口并与所述喷雾棒组的进水管道连通。
本申请的地面结冰云雾模拟设备控制系统通过供水压力调节单元与所述供气压力调节单元配合，从而调节所述雾滴的直径以及云雾液态水含量，从而能够实现快速匹配供水压力、供气压力，精确实现不同MVD、LWC参数的云雾的目的。
附图说明
图1是本申请第一实施例的地面结冰云雾模拟设备控制系统的系统示意图。
附图标记：
具体实施方式
为使本发明实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。下面结合附图对本发明的实施例进行详细说明。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。
图1是本申请第一实施例的地面结冰云雾模拟设备控制系统的系统示意图。
如图1所示的地面结冰云雾模拟设备控制系统包括：控制器(图中未示出)、供水压力调节单元1、供水流量检测单元2、回水压力调节单元3、回水水流量及压力检测单元4、供气压力调节单元5、喷雾棒组6；
控制器通过模拟量信号传输线分别与供水压力调节单元1、供水流量检测单元2、回水压力调节单元3、回水水流量及压力检测单元4、供气压力调节单元5、喷雾棒组6连接；
喷雾棒组6的进水管道通过管路连通水源；供水压力调节单元1、供水流量监测单元2设置在水源与所述喷雾棒组6连通的管道上；
喷雾棒组6的出水管道通过管路连通回水系统，回水压力调节单元3、回水水流量及压力检测单元4设置在喷雾棒组6的出水管道与回水系统连接的管路上；
喷雾棒组6的进气管道与气源通过管道连通，供气压力调节单元5设置在所述喷雾棒组6的进气管道与所述气源连通的管道上；其中，
控制器用于控制供水压力调节单元、供水流量监测单元、回水压力调节单元、回水水流量检测单元、供气压力调节单元以及喷雾棒工作；
喷雾棒组能够通过所述水源所提供的液体以及气源所提供的气体从而喷洒雾滴；
供水压力调节单元与所述供气压力调节单元配合，从而调节雾滴的直径以及云雾液态水含量。
本申请的地面结冰云雾模拟设备控制系统通过供水压力调节单元与所述供气压力调节单元配合，从而调节所述雾滴的直径以及云雾液态水含量，从而能够实现快速匹配供水压力、供气压力，精确实现不同MVD、LWC参数的云雾的目的。
在本实施例中，所述控制器与所述供水压力调节单元、供水流量检测单元形成闭环PID控制。
在本实施例中，地面结冰云雾模拟设备控制系统进一步包括供气压力检测装置7，供气压力检测装置设置在喷雾棒组的进气管道与气源连通的管道上。
在本实施例中，控制器与供气压力调节单元、供气压力检测装置形成闭环PID控制。
在本实施例中，控制器与回水压力调节单元、回水水流量及压力检测单元形成开环控制，从而调节喷雾棒组的流阻状态。
在本实施例中，地面结冰云雾模拟设备控制系统进一步包括可视化监控台；控制器通过以太网通讯模块与可视化监控台的通讯。
在本实施例中，所述回水压力调节单元为背压控制阀。
在本实施例中，喷雾棒组包括一个或多个可重配置喷雾棒以及喷雾棒可重配置设备；喷雾棒可重配置设备与各个所述喷雾棒连接。
参见图1，在本实施例中，地面结冰云雾模拟设备控制系统进一步包括增压水泵，增压水泵设置在水源的出水口并与喷雾棒组6的进水管道连通。
可以理解的是，在一个备选实施例中，水源直接提供压力液体，此时，本申请就不需要再设置增压水泵。
在本实施例中，控制器为系统可编程控制器。
本申请的地面结冰云雾模拟设备控制系统包括：
采用控制器作为系统的控制核心，通过以太网通讯模块，实现与可视化监控台的通讯；
控制器采用定时中断方式实现对供水流量的检测；
控制器采用定时中断方式实现对回水流量的检测；
控制器采用开环控制策略模拟喷雾模式下的喷嘴流阻状态，实现回水模式、喷雾模式的无扰动切换；
控制器利用闭环PID控制实现对供气压力的调节；
控制器利用闭环PID控制实现对供水压力的调节；
通过可视化监控台实现对喷雾棒的动态重配置；
通过可视化监控台实现实现对可配置喷雾棒所需供水压力、供气压力参数的设定及匹配。
与现有技术相比具有的优点或积极效果
本发明具有以下优点：
系统具有动态重配置的特点；
动态响应速率快，控制精度高，控制过程稳定性好；
实现回水模式、喷雾模式的无扰切换。
快速匹配供水压力、供气压力，精确实现不同MVD、LWC参数的云雾；
实现对FAR 25部附录C结冰条件的覆盖。
最后需要指出的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制。尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (9)

1.一种地面结冰云雾模拟设备控制系统，其特征在于，所述地面结冰云雾模拟设备控制系统包括：控制器、供水压力调节单元(1)、供水流量检测单元(2)、回水压力调节单元(3)、回水水流量及压力检测单元(4)、供气压力调节单元(5)、喷雾棒组(6)；
所述控制器通过模拟量信号传输线分别与供水压力调节单元(1)、供水流量检测单元(2)、回水压力调节单元(3)、回水水流量及压力检测单元(4)、供气压力调节单元(5)、喷雾棒组(6)连接；
所述喷雾棒组(6)的进水管道通过管路连通水源；所述供水压力调节单元(1)、供水流量监测单元(2)设置在所述水源与所述喷雾棒组(6)连通的管道上；
所述喷雾棒组(6)的出水管道通过管路连通回水系统，所述回水压力调节单元(3)、回水水流量及压力检测单元(4)设置在所述喷雾棒组(6)的出水管道与所述回水系统连接的管路上；
所述喷雾棒组(6)的进气管道与气源通过管道连通，所述供气压力调节单元(5)设置在所述喷雾棒组(6)的进气管道与所述气源连通的管道上；其中，
所述控制器用于控制所述供水压力调节单元、供水流量监测单元、回水压力调节单元、回水水流量检测单元、供气压力调节单元以及喷雾棒工作；
所述喷雾棒组能够通过所述水源所提供的液体以及气源所提供的气体从而喷洒雾滴；
所述供水压力调节单元与所述供气压力调节单元配合，从而调节所述雾滴的直径以及云雾液态水含量。
2.如权利要求1所述的地面结冰云雾模拟设备控制系统，其特征在于，
所述控制器与所述供水压力调节单元、供水流量检测单元形成闭环PID控制。
3.如权利要求1所述的地面结冰云雾模拟设备控制系统，其特征在于，所述地面结冰云雾模拟设备控制系统进一步包括供气压力检测装置(7)，所述供气压力检测装置设置在所述喷雾棒组的进气管道与所述气源连通的管道上。
4.如权利要求3所述的地面结冰云雾模拟设备控制系统，其特征在于，所述控制器与所述供气压力调节单元、供气压力检测装置形成闭环PID控制。
5.如权利要求1所述的地面结冰云雾模拟设备控制系统，其特征在于，所述控制器与所述回水压力调节单元、回水水流量及压力检测单元形成开环控制，从而调节所述喷雾棒组的流阻状态。
6.如权利要求1所述的地面结冰云雾模拟设备控制系统，其特征在于，所述地面结冰云雾模拟设备控制系统进一步包括可视化监控台；所述控制器通过以太网通讯模块与所述可视化监控台的通讯。
7.如权利要求1所述的地面结冰云雾模拟设备控制系统，其特征在于，所述回水压力调节单元为背压控制阀。
8.如权利要求1所述的地面结冰云雾模拟设备控制系统，其特征在于，所述喷雾棒组包括一个或多个可重配置喷雾棒以及喷雾棒可重配置设备；
所述喷雾棒可重配置设备与各个所述喷雾棒连接。
9.如权利要求1所述的地面结冰云雾模拟设备控制系统，其特征在于，所述地面结冰云雾模拟设备控制系统进一步包括增压水泵，所述增压水泵设置在所述水源的出水口并与所述喷雾棒组(6)的进水管道连通。
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