CN109115448A - 一种适用于小型风洞的测控系统 - Google Patents

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CN109115448A CN201811158507.4A CN201811158507A CN109115448A CN 109115448 A CN109115448 A CN 109115448A CN 201811158507 A CN201811158507 A CN 201811158507A CN 109115448 A CN109115448 A CN 109115448A
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徐庆坤
杜志强
宋中越
侯泽华
李科衡
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Tianjin Sino German Vocational Technical College
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Tianjin Sino German Vocational Technical College
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Abstract

本发明公开了一种适用于小型风洞的测控系统,包括测量系统和控制系统,其中:测量系统,用于实时采集风洞试验段中的预设数据,然后将风洞试验段中的预设数据发送给控制系统;其中,所述预设数据包括:风洞试验段中的大气压力值、温度值、湿度值以及风洞试验段前后两端微差压值;控制系统,与测量系统相连接,用于接收所述测量系统发来的风洞试验段中的预设数据,然后实时存储并且显示。本发明公开的一种适用于小型风洞的测控系统,其能够精确、可靠地对风机的转速进行控制,使得风洞中的风速稳定性好,从而保证了风洞试验的可靠进行,有利于推广应用,具有重大的实践意义。

Description

一种适用于小型风洞的测控系统
技术领域
本发明涉及风洞试验技术领域,特别是涉及一种适用于小型风洞的测控系统。
背景技术
风洞是一种通过人工方式产生并控制气体流速,来模拟飞行器周围或实体周围的气流情况,并可度量气流对物体的作用及物体伴随而生的物理现象的一种管道形状的试验设备。风洞在空气动力学研究与飞机的空气动力学设计中起到了关键作用。许多空气动力学的关键理论,是通过许多的风洞试验中得到的。
在风洞的测控系统设计中,最主要的两大任务是数据采集与处理和风速的控制,目前现有的风洞测控系统,大多采用风洞与计算机一体化的形式,数据采集部分主要存在风速采集精度不高,处理速度不够快等问题;在对风机的转速控制过程中,存在控制精度不高,实时性差、控制效果不理想等问题。
因此,目前迫切需要研发出一种技术,其能够精确、可靠地对风机的转速进行控制,使得风洞中的风速稳定性好,从而保证了风洞试验的可靠进行。
发明内容
有鉴于此,本发明的目的是提供一种适用于小型风洞的测控系统,其能够精确、可靠地对风机的转速进行控制,使得风洞中的风速稳定性好,从而保证了风洞试验的可靠进行,有利于推广应用,具有重大的实践意义。
为此,本发明提供了一种适用于小型风洞的测控系统,包括测量系统和控制系统,其中:
测量系统,用于实时采集风洞试验段中的预设数据,然后将风洞试验段中的预设数据发送给控制系统;其中,所述预设数据包括:风洞试验段中的大气压力值、温度值、湿度值以及风洞试验段前后两端微差压值;
控制系统,与测量系统相连接,用于接收所述测量系统发来的风洞试验段中的预设数据,然后实时存储并且显示。
其中,所述测量系统,还用于根据所采集的风洞试验段中的预设数据,计算获得风洞试验段中的风速值,然后将风洞试验段中的风速值发送给控制系统;
对应地,所述控制系统,还用于接收所述测量系统发来的风洞试验段中的风速值,然后实时存储并且显示。
其中,所述测量系统,具体用于根据采集风洞试验段中的微差压传感器的微差压值,再根据伯努利方程计算获得风洞试验段中的风速值;
其中,ΔP为空气动压与静压之差,等于微差压传感器采集的微差压值;ρ为空气密度,V为风速。
其中,所述测量系统,还在计算获得风洞试验段中的风速值后,计算获得对应的风机转速控制信号,然后发送风机变频器;
所述风机变频器用于根据测量系统发来的风机转速控制信号,对应调整控制风机的转速,从而调整风洞中的风速大小。
其中,所述测量系统,具体在计算获得风洞试验段中的风速值后,首先将风速值与设定值进行做差法得到偏差值,偏差值再经过PID算法计算获得对应的风机转速控制信号,然后发送风机变频器。
其中,所述测量系统包括第一交流电源、第一空气开关、第一电平转换模块、第二电平转换模块、第三电平转换模块、大气压力传感器、温度传感器、湿度传感器、微差压传感器、第一适配电路、第二适配电路、第三适配电路、第四适配电路、微处理器单元、RS485通讯模块、风机变频器、第二交流电源、第二空气开关和接触器;
所述控制系统包括计算机、USB转CAN模块和第三空气开关;
其中,第一交流电源的输出端分别连接第一空气开关、第三空气开关的输入端;
第一空气开关的输出端分别连接第一电平转换模块和第二电平转换模块的输入端;
第一电平转换模块的输出端分别连接大气压力传感器、温度传感器、湿度传感器、微差压传感器的电源输入端;
第二电平转换模块的输出端分别连接第一适配电路、第二适配电路、第三适配电路、第四适配电路、第三电平转换模块的电源输入端;
第三电平转换模块的输出端连接微处理器单元的电源输入端;
第三空气开关的输出端连接计算机的电源输入端;
第二交流电源的输出端连接第二空气开关的输入端;
第二空气开关的输出端分别连接接触器的输入端;
接触器的输出端连接风机变频器的电源输入端;
大气压力传感器的输出端连接第一适配电路的输入端;
温度传感器的输出端连接第二适配电路的输入端;
湿度传感器的输出端连接第三适配电路的输入端;
微差压传感器的输出端连接第四适配电路的输入端;
第一适配电路、第二适配电路、第三适配电路和第四适配电路的输出端分别与微处理器单元的信号输入端相连接;
微处理器单元的信号输出端连接RS485通信模块的输入端口;
RS485通信模块的输出端口连接变频器的输入端口;
微处理器单元的信号输出端还连接USB转CAN模块的输入端口;
USB转CAN模块的输出端口连接计算机的输入端口。
其中,第一电平转换模块的输出端连接DC24V端子排的输入端,所述DC24V端子排的输出端分别连接大气压力传感器、温度传感器、湿度传感器、微差压传感器的电源输入端;
第二电平转换模块的输出端连接DC5V端子排的输入端,DC5V端子排的输出端分别连接第一适配电路、第二适配电路、第三适配电路、第四适配电路、第三电平转换模块的电源输入端。
其中,所述测量系统还包括紧急停机按钮,该紧急停机按钮设置与第二空气开关的输出端相和接触器的输入端之间。
其中,所述微处理器单元为微处理器TMS320F28335;
第一适配电路的输出端连接微处理器TMS320F28335的35端口;
第二适配电路的输出端连接微处理器TMS320F28335的36端口;
第三适配电路的输出端连接微处理器TMS320F28335的37端口;
第四适配电路的输出端连接微处理器TMS320F28335的38端口;
微处理器TMS320F28335的145、148端口连接RS485通信模块的输入端口;
微处理器TMS320F28335的64端口和65端口同时连接USB转CAN模块的输入端口。
其中,所述第一交流电源为交流AC220V的电源;所述第二交流电源为交流AC380V的电源;
对应地,所述第一电平转换模块为AC220V转DC24V的开关电源模块;
所述第二电平转换模块为AC220V转DC5V开关电源模块;
所述第三电平转换模块为DC5V转DC3.3V模块。
由以上本发明提供的技术方案可见,与现有技术相比较,本发明提供了一种适用于小型风洞的测控系统,其能够精确、可靠地对风机的转速进行控制,使得风洞中的风速稳定性好,从而保证了风洞试验的可靠进行,有利于推广应用,具有重大的实践意义。
附图说明
图1为本发明提供的一种适用于小型风洞的测控系统的结构方框图;
图2为本发明提供的一种适用于小型风洞的测控系统中RS485通讯模块的电路方框图;
图3为本发明提供的一种适用于小型风洞的测控系统所涉及的A/D采样子程序的流程图。
图4为本发明提供的一种适用于小型风洞的测控系统的软件运行流程图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案,下面结合附图和实施方式对本发明作进一步的详细说明。
参见图1,本发明提供了一种适用于小型风洞的测控系统,包括测量系统和控制系统,其中:
测量系统,用于实时采集风洞试验段中的预设数据,然后将风洞试验段中的预设数据发送给控制系统;其中,所述预设数据包括:风洞试验段中的大气压力值、温度值、湿度值以及风洞试验段前后两端微差压值;
控制系统,与测量系统相连接,用于接收所述测量系统发来的风洞试验段中的预设数据,然后实时存储并且显示。
在本发明中,具体实现上,所述测量系统,还用于根据所采集的风洞试验段中的预设数据,计算获得风洞试验段中的风速值,然后将风洞试验段中的风速值发送给控制系统;
具体实现上,所述测量系统,具体用于根据采集风洞试验段中的微差压传感器的微差压值,再根据伯努利方程计算获得风洞试验段中的风速值,其中ΔP为空气动压与静压之差(即等于微差压传感器采集的微差压值),ρ为空气密度,V为风速。
对应地,所述控制系统,还用于接收所述测量系统发来的风洞试验段中的风速值,然后实时存储并且显示。
在本发明中,具体实现上,所述测量系统,还在计算获得风洞试验段中的风速值后,首先将风速值与设定值进行做差法得到偏差值,偏差值再经过PID算法(比例、积分、微分)计算获得对应的风机转速控制信号,然后发送风机变频器;
所述风机变频器用于根据测量系统发来的风机转速控制信号,对应调整控制风机的转速,从而调整风洞中的风速大小。
需要说明的是,所述风机安装在风洞中,用于在风洞中形成空气流,风机的转速,直接关系到风洞中的风速大小。
需要说明的是,在本发明中,所述控制系统,还用于对进行风洞试验的小型风洞,进行风速、风量、测试方式等功能参数的设置。
需要说明的是,在本发明中,所述的小型风洞指的是风速低于100m/s或马赫数在(0-0.3)之间的风洞。
在本发明中,具体实现上,所述测量系统包括第一交流电源、第一空气开关、第一电平转换模块、第二电平转换模块、第三电平转换模块、大气压力传感器、温度传感器、湿度传感器、微差压传感器、第一适配电路、第二适配电路、第三适配电路、第四适配电路、微处理器单元、RS485通讯模块、风机变频器、第二交流电源、第二空气开关和接触器;
所述控制系统包括计算机(PC机)、USB转CAN模块和第三空气开关;
其中,第一交流电源的输出端分别连接第一空气开关、第三空气开关的输入端;
第一空气开关的输出端分别连接第一电平转换模块和第二电平转换模块的输入端;
第一电平转换模块的输出端分别连接大气压力传感器、温度传感器、湿度传感器、微差压传感器的电源输入端;
第二电平转换模块的输出端分别连接第一适配电路、第二适配电路、第三适配电路、第四适配电路、第三电平转换模块的电源输入端;
第三电平转换模块的输出端连接微处理器单元的电源输入端;
第三空气开关的输出端连接计算机的电源输入端;
第二交流电源的输出端连接第二空气开关的输入端;
第二空气开关的输出端分别连接接触器的输入端;
接触器的输出端连接风机变频器的电源输入端;
大气压力传感器的输出端连接第一适配电路的输入端;
温度传感器的输出端连接第二适配电路的输入端;
湿度传感器的输出端连接第三适配电路的输入端;
微差压传感器的输出端连接第四适配电路的输入端;
第一适配电路、第二适配电路、第三适配电路和第四适配电路的输出端分别与微处理器单元的信号输入端相连接;
微处理器单元的信号输出端连接RS485通信模块的输入端口;
RS485通信模块的输出端口连接变频器的输入端口;
微处理器单元的信号输出端还连接USB转CAN模块的输入端口;
USB转CAN模块的输出端口连接计算机的输入端口。
在本发明中,具体实现上,为了方便连接,第一电平转换模块的输出端连接DC24V端子排的输入端,所述DC24V端子排的输出端分别连接大气压力传感器、温度传感器、湿度传感器、微差压传感器的电源输入端;
第二电平转换模块的输出端连接DC5V端子排的输入端,DC5V端子排的输出端分别连接第一适配电路、第二适配电路、第三适配电路、第四适配电路、第三电平转换模块的电源输入端。
在本发明中,具体实现上,所述测量系统还包括紧急停机按钮,该紧急停机按钮设置与第二空气开关的输出端相和接触器的输入端之间。
在本发明中,具体实现上,所述微处理器单元优选为德州仪器TI公司生产的32位浮点型的、型号为TMS320F28335的微处理器。
需要说明的是,微处理器TMS320F28335是TI公司的一款TMS320C28X系列浮点DSP控制器。它具有176个引脚,16路12位ADC端口,3个SCI通讯接口,2路CAN通讯接口。它具有精度高,成本低,功耗小,性能高,外设集成度高,数据以及程序存储量大,A/D转换更精确快速等特点。
具体实现上,第一适配电路的输出端连接微处理器TMS320F28335的35引脚的ADCINA7端口,即模数(A/D)转换端口;
第二适配电路的输出端连接微处理器TMS320F28335的36引脚的ADCINA6端口,即模数(A/D)转换端口;
第三适配电路的输出端连接微处理器TMS320F28335的37引脚的ADCINA5端口,即模数(A/D)转换端口;
第四适配电路的输出端连接微处理器TMS320F28335的38引脚的ADCINA4端口,即模数(A/D)转换端口;
微处理器TMS320F28335的145引脚的SCIRXDA端口、148引脚的SCITXDA端口连接RS485通信模块的输入端口,这两个端口为微处理器的SCI串行通讯的收发端口;
微处理器TMS320F28335的64引脚的CANTXB端口和65引脚的CANRXB端口同时连接USB转CAN模块的输入端口,此两端口为微处理器的CAN通讯的收发端口。
在本发明中,具体实现上,所述第一交流电源为交流AC220V的电源;所述第二交流电源为交流AC380V的电源;
对应地,所述第一电平转换模块为AC220V转DC24V的开关电源模块;
所述第二电平转换模块为AC220V转DC5V开关电源模块;
所述第三电平转换模块为DC5V转DC3.3V模块。
在本发明中,具体实现上,所述大气压力传感器,用于检测风洞试验段内的大气压力值,采用高性能的硅压阻式压力充油芯体,内部的专用集成电路将传感器毫伏信号转换成标准的4-20mA的电流信号,再将此电流信号连接至第一适配电路的输入端。
在本发明中,具体实现上,所述温度传感器,用于检测风洞试验段内的温度值,采用引线式PT100热电阻作为测温元件,将温度变量转化为可传送的标准化输出的4-20mA的电流信号,再将此电流信号连接至第二适配电路的输入端。
在本发明中,具体实现上,所述湿度传感器,用于检测风洞试验段内的湿度值,它将湿度信号转换为4-20mA的电流信号,再将此电流信号传输至第三适配电路的输入端。
在本发明中,具体实现上,所述微差压传感器,用于检测风洞试验段前后两端的微差压值,采用压阻式压力传感器芯片,利用基板上的薄膜电阻进行零点校正,零点温度补偿,它将微差压信号转换为标准的4-20mA的电流信号,再将此信号传输至第四适配电路的输入端。
在本发明中,具体实现上,所述的第一适配电路、第二适配电路、电三适配电路、第四适配电路起到电流信号转换电压信号的作用,微处理器无法直接对电流信号进行A/D采样,因此需经过其将传感器的输出端的4-20mA的电流信号转变为0-5V的电压信号。
参见图2所示,所述RS485通讯电路包括光隔离模块和收发模块;
其中,光隔离模块采用仙童半导体公司(Fairchild Semiconductor)的6N137芯片作为隔离元器件,以达到隔离保护的作用,具体包括发送隔离模块和接收隔离模块,其中,发送隔离模块的输入端连接IN1的输出端,IN1的输入端连接微处理器TMS320F28335的148引脚的SCITXDA端口,发送隔离模块的输出端连接收发模块的4引脚输入端;接收隔离模块的输入端连接收发模块的1引脚输出端,接受隔离模块的输出端连接IN2的输入端,IN2端口的输出端连接微处理器TMS320F28335的145引脚的SCIRXDA端口。
收发模块采用TI公司生产的SN65LBC184D芯片作为收发器,它带有内置高能量瞬变噪声保护装置,提高了抵抗数据同步传输电缆上的瞬变噪声的可靠性。收发模块的4引脚输入端连接发送隔离模块的输出端,收发模块的1引脚输出端连接接收隔离模块的输入端,收发模块的输出端连接OUT的输入端,OUT的输出端连接风机变频器的通讯接口的输入端。
在本发明中,具体实现上,所述USB转CAN模块,采用带有USB2.0接口和1路CAN接口的CAN总线适配器,可进行双向双向传送,具备1个通道CAN接口,支持CAN2.0A和CAN2.0B协议,支持标准帧和扩展帧,波特率在5Kbps-1Mbps之间可选,最大流量为每秒钟3000帧CAN总线数据,USB总线直接供电,无需外部电源,支持Windows XP/2000/Vista/Win7等操作系统,同时支持Windows CE系统。
需要说明的是,对于本发明,基于以上技术方案可知,测量系统可实现对小型风洞的试验段中的大气压力、温度、湿度、高精度微差压等传感器的信号采集工作,首先将大气压力、温度、湿度、高精度微差压等传感器信号通过适配电路转换为微处理器可采集到的电压信号,再通过A/D采样对这些信号进行采集、处理。然后,测量系统将采集到的数据处理后,计算得出此时风速大小,再经过PID控制算法,计算得出控制信号,之后将控制信号通过RS485通讯方式传输至变频器控制端,完成对变频器的工作状态实时控制与监视。最后,测量系统与控制系统之间通过CAN通讯实现数据交换,它将采集到的大气压力、温度、湿度等数据,经过数据运算处理,再按照指定的通讯协议进行数据打包传输至控制系统中的计算机,控制系统还可通过对测量系统下达控制指令方式,来完成对风机的实时控制。
基于以上技术方案可知,对于本发明,其可以通过实时采集风洞试验中各类传感器信号,并将采集到信号进行数据处理后,再经PID控制算法计算出控制信号,从而控制风机变频器的输出,以达到稳定风速的目的,采集到的信号及控制数据通过CAN总线通讯传输至上位机;此外,本发明通过上位机,可设置风洞试验段风量、风速、测试方式等功能,并将测试传感器数据实时显示存储录波,便于后期数据分析。
对于本发明,其主要分为测量系统与控制系统两部分,其中,测量系统具体可以采用TI公司生产的32位浮点型微处理器TMS320F28335作为控制核心单元,实时采集风洞装置各类传感器信号,并将采集到的信号进行数据处理后,再通过PID控制算法计算得出对应的控制信号,从而用于控制变频器,再将这些数据通过CAN通信方式传输至控制系统;
而控制系统具体采用PC机作为硬件单元,可以利用NI公司的LabVIEW作为软件开发平台开发友好的人机界面,通过CAN总线与测量系统之间实现数据交换,可实时显示风洞试验段风速信号、温度信号、湿度信号、大气压力信号等数据,并对测试数据进行存储。此外,还可设置风洞试验段的风速、风量、测试方式等功能参数。
需要说明的是,对于现有的风洞的测控系统,其主要缺点有:一是测控系统采用的软件相对落后且软件编写过程比较复杂。从较早以前的FORTRAN语言,到现在的VC、VB,对于快速搭建软件界面,后期系统的调试都很不方便。二是测控系统抗干扰能力不强。在试验现场会有很多干扰信号,系统采集的信号又十分微弱,极易受到噪声干扰。三是在控制过程中,存在误差较大即控制精度不高。四是测控系统分类不够细化。为适应不同场合的应用,应该形成不同的结构。基于以上技术方案可知,本发明可以有效地解决这些技术问题。
对于本发明提供的一种适用于小型风洞的测控系统,其具体的操作运行过程如下:
首先,通过PC机控制系统人机界面,设置风洞的风速、风量、工作方式等参数,将设置指令及启动指令等参数,通过USB转CAN模块传输至测量系统中的微处理器TMS320F28335,微处理器接收到指令后首先对数据帧进行数据校验,校验合格后再进行相应设置,微处理器接收到启动指令后,通过实时采集大气压力传感器以及微差压传感器信号计算风洞试验段的实时风速,再经PID控制算法计算得出控制信号,再经RS485通讯模块,将控制信号传输至风机变频器,以达到精确调节风洞试验段风速的功能。
其次,微处理器通过将A/D采样到的大气压力传感器、温度传感器、湿度传感器、微差压传感器等信号数据后,首先进行数据转换得到实际测量数据,并将这些数据通过USB转CAN模块传输至PC机控制系统的人机界面。
然后,最后PC机控制系统的人机界面,可实现对用于进行风洞试验的风洞装置的相应参数进行设置,实时显示风洞装置中的风洞试验段的风速、温度、湿度、压力等数据,并将这些数据进行实时存储录波,便于后期数据分析。
在本发明中,具体实现上,上述步骤中微处理器的A/D采样软件实现过程如下:
如图3所示,微处理器初始化程序执行完成后,系统进入循环等待状态。当有中断事件发生时,则进入相应的中断服务子程序去完成采样功能。若定时器中计数器的值与定时器周期寄存器的值相等,则产生周期的中断请求。中断被响应后,系统将进入中断服务程序。当其确认中断源正确后,首先启动外部模数A/D转换器,以采集相应的传感器信号,再对转换结果进行数据的处理与比较,最后开总中断并返回。
图4为本发明提供的一种适用于小型风洞的测控系统的工作流程图。
参见图4所示,本发明所述对小型风洞的测控系统的软件运行流程如下:
1、上电复位;
2、关中断:禁止所有中断;
3、初始化中断向量表,设置中断优先级;
4、开中断;使能所有中断;
5、系统进入主循环程序,等待中断,如数据接收中断响应,首先对数据进行校验,如为真则启动下一步子程序,否则继续等待;
6、进入系统子程序后,程序进入数据采样程序;
7、通过采样程序采集大气压力、温度、湿度、微差压等传感器的模拟量信号,经运算处理后得出控制信号;
8、控制信号经过RS485通讯方式,传输至风机变频器,从而控制风洞中风机的转速;
9、将采集到的相关数据,经CAN总线传输至PC机控制系统的人机界面。
与现有技术相比较,本发明提供的适用于小型风洞的测控系统,其具有以下的有益技术效果:
1、本发明采用32位浮点型微处理器作为小型风洞测控系统的控制处理核心,在数据处理上减小了计算误差,增加数据处理精度,简化了数据运算过程,使控制系统变得更加安全、稳定。
2、该32位微处理器具有多种外设通讯接口,如SPI,SCI,IIC,UART,CAN等接口。在唤醒延迟和功耗方面,几种省电模式提供了具有灵活性的最大优化方案。
3、本发明利用LabVIEW软件作为上位机控制系统的开发软件,开发了友好的人机界面,它具有图形化的编程方式,提供了丰富的数据采集、分析及存储的函数,使程序开发调试更为便捷。
4、本发明测量系统抗干扰能力强,软件部分采用滤波算法,使系统不易受到外界噪声的干扰。
5、本发明设计了独立的手动控制功能,当小型风洞装置出现故障时,操作人员可通过按下紧急停机按钮实现紧急停机,以保护人身及设备安全。
综上所述,与现有技术相比较,本发明提供的一种适用于小型风洞的测控系统,其能够精确、可靠地对风机的转速进行控制,使得风洞中的风速稳定性好,从而保证了风洞试验的可靠进行,有利于推广应用,具有重大的实践意义。
以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种适用于小型风洞的测控系统,其特征在于,包括测量系统和控制系统,其中:
测量系统,用于实时采集风洞试验段中的预设数据,然后将风洞试验段中的预设数据发送给控制系统;其中,所述预设数据包括:风洞试验段中的大气压力值、温度值、湿度值以及风洞试验段前后两端微差压值;
控制系统,与测量系统相连接,用于接收所述测量系统发来的风洞试验段中的预设数据,然后实时存储并且显示。
2.如权利要求1所述的测控系统,其特征在于,所述测量系统,还用于根据所采集的风洞试验段中的预设数据,计算获得风洞试验段中的风速值,然后将风洞试验段中的风速值发送给控制系统;
对应地,所述控制系统,还用于接收所述测量系统发来的风洞试验段中的风速值,然后实时存储并且显示。
3.如权利要求2所述的测控系统,其特征在于,所述测量系统,具体用于根据采集风洞试验段中的微差压传感器的微差压值,再根据伯努利方程计算获得风洞试验段中的风速值;
其中,ΔP为空气动压与静压之差,等于微差压传感器采集的微差压值;ρ为空气密度,V为风速。
4.如权利要求2所述的测控系统,其特征在于,所述测量系统,还在计算获得风洞试验段中的风速值后,计算获得对应的风机转速控制信号,然后发送风机变频器;
所述风机变频器用于根据测量系统发来的风机转速控制信号,对应调整控制风机的转速,从而调整风洞中的风速大小。
5.如权利要求4所述的测控系统,其特征在于,所述测量系统,具体在计算获得风洞试验段中的风速值后,首先将风速值与设定值进行做差法得到偏差值,偏差值再经过PID算法计算获得对应的风机转速控制信号,然后发送风机变频器。
6.如权利要求1至5中任一项所述的测控系统,其特征在于,所述测量系统包括第一交流电源、第一空气开关、第一电平转换模块、第二电平转换模块、第三电平转换模块、大气压力传感器、温度传感器、湿度传感器、微差压传感器、第一适配电路、第二适配电路、第三适配电路、第四适配电路、微处理器单元、RS485通讯模块、风机变频器、第二交流电源、第二空气开关和接触器;
所述控制系统包括计算机、USB转CAN模块和第三空气开关;
其中,第一交流电源的输出端分别连接第一空气开关、第三空气开关的输入端;
第一空气开关的输出端分别连接第一电平转换模块和第二电平转换模块的输入端;
第一电平转换模块的输出端分别连接大气压力传感器、温度传感器、湿度传感器、微差压传感器的电源输入端;
第二电平转换模块的输出端分别连接第一适配电路、第二适配电路、第三适配电路、第四适配电路、第三电平转换模块的电源输入端;
第三电平转换模块的输出端连接微处理器单元的电源输入端;
第三空气开关的输出端连接计算机的电源输入端;
第二交流电源的输出端连接第二空气开关的输入端;
第二空气开关的输出端分别连接接触器的输入端;
接触器的输出端连接风机变频器的电源输入端;
大气压力传感器的输出端连接第一适配电路的输入端;
温度传感器的输出端连接第二适配电路的输入端;
湿度传感器的输出端连接第三适配电路的输入端;
微差压传感器的输出端连接第四适配电路的输入端;
第一适配电路、第二适配电路、第三适配电路和第四适配电路的输出端分别与微处理器单元的信号输入端相连接;
微处理器单元的信号输出端连接RS485通信模块的输入端口;
RS485通信模块的输出端口连接变频器的输入端口;
微处理器单元的信号输出端还连接USB转CAN模块的输入端口;
USB转CAN模块的输出端口连接计算机的输入端口。
7.如权利要求6所述的测控系统,其特征在于,第一电平转换模块的输出端连接DC24V端子排的输入端,所述DC24V端子排的输出端分别连接大气压力传感器、温度传感器、湿度传感器、微差压传感器的电源输入端;
第二电平转换模块的输出端连接DC5V端子排的输入端,DC5V端子排的输出端分别连接第一适配电路、第二适配电路、第三适配电路、第四适配电路、第三电平转换模块的电源输入端。
8.如权利要求6所述的测控系统,其特征在于,所述测量系统还包括紧急停机按钮,该紧急停机按钮设置与第二空气开关的输出端相和接触器的输入端之间。
9.如权利要求6所述的测控系统,其特征在于,所述微处理器单元为微处理器TMS320F28335;
第一适配电路的输出端连接微处理器TMS320F28335的35端口;
第二适配电路的输出端连接微处理器TMS320F28335的36端口;
第三适配电路的输出端连接微处理器TMS320F28335的37端口;
第四适配电路的输出端连接微处理器TMS320F28335的38端口;
微处理器TMS320F28335的145、148端口连接RS485通信模块的输入端口;
微处理器TMS320F28335的64端口和65端口同时连接USB转CAN模块的输入端口。
10.如权利要求6所述的测控系统,其特征在于,所述第一交流电源为交流AC220V的电源;所述第二交流电源为交流AC380V的电源;
对应地,所述第一电平转换模块为AC220V转DC24V的开关电源模块;
所述第二电平转换模块为AC220V转DC5V开关电源模块;
所述第三电平转换模块为DC5V转DC3.3V模块。
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