CN111169618A - 一种浮空器囊体地面自动充气控制方法及装置 - Google Patents

一种浮空器囊体地面自动充气控制方法及装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种浮空器囊体地面自动充气控制方法及装置,其中自动充气控制方法包括:步骤1,采集囊体内的实时压差值;步骤2,将实时压差值与预设的期望压差值进行比较,计算实时压差值与期望压差值之间的差值,并根据差值改变变频器的控制信号,从而变频器改变用于对囊体充气的风机的转速,直至差值到达设定的变化范围内;在差值到达设定的变化范围内后,控制差值在设定时长T内稳定在设定的变化范围内。本发明能够实现对浮空器囊体的充气增压作业自动化,并且可以准确控制充气成型后囊体的压差值,将囊体的压差值长时间稳定在小幅变化范围内;组成相对简单,结构紧凑,便携性好,实用性强,操作便捷,工作可靠性高,风机工作能耗低。

Description

一种浮空器囊体地面自动充气控制方法及装置
技术领域
本发明属于浮空器囊体充气控制技术领域,特别涉及一种浮空器囊体地面自动充气控制方法及装置。
背景技术
浮空器是一种主要依靠静浮力克服自身重量而升空的飞行器,相对于其他飞行器,它具有留空时间长、效费比高、载荷能力大、安全性好等多种独特的应用优势,在交通运输、环境监测、遥感通信、信息传输、观光旅游等诸多军民领域内具有广泛用途和良好的应用前景。传统的浮空器如飞艇、系留气球等,其主要组成部分为一个或多个柔性复合材料制造的具有良好气密性、承载性的囊体。
在浮空器地面性能测试、总装及执行任务前,对浮空器囊体充填空气,使其快速成型并达到规定的压差数值要求是一项不可缺少的、重要工作,当前,对浮空器囊体充气操作主要是在人工干预下实现的,即操作人员直接采用轴流风机或离心风机对囊体充填空气,同时观测囊体形状及囊体压差值变化,并根据囊体的形状及压差值大小实时手动调节风机的开关,以保证囊体不被过充、压差值过大而爆裂,或者囊体压差值过小而达到不使用要求。
这种囊体充气方法简单,但是对操作人员的数量、技能、责任心和协调配合熟练程度要求高,尤其是在采用大流量风机、高压风机对囊体充气时,控制操作不当就可能使得囊体充气过多、压差过大而爆裂,并且,这种充气控制方法很难长时间将囊体压差值稳定维持在小幅变化范围内,风机工作能耗高。
发明内容
本发明的目的在于,针对上述现有技术的不足,提供一种浮空器囊体地面自动充气控制方法及装置,能够实现对浮空器囊体的充气增压作业自动化,并且可以准确控制充气成型后囊体的压差值,将囊体的压差值长时间稳定在小幅变化范围内。
为解决上述技术问题,本发明所采用的技术方案是:
一种浮空器囊体地面自动充气控制方法,其特点是包括以下步骤:
步骤1,采集囊体内的实时压差值;
步骤2,将实时压差值与预设的期望压差值进行比较,计算实时压差值与期望压差值之间的差值,并根据差值改变变频器的控制信号,从而变频器改变用于对囊体充气的风机的转速,直至差值到达设定的变化范围内。
进一步地,所述步骤2还包括:在差值到达设定的变化范围内后,控制差值在设定时长T内稳定在设定的变化范围内。
基于同一个发明构思,本发明还提供了一种浮空器囊体地面自动充气控制装置,其特点是包括控制单元、风机和设于囊体上的测压接口,所述控制单元包括充气管、设置单元、压差传感器、引压管、电源输出电缆、变频器、控制器;引压管一端与测压接口相连通,引压管另一端与压差传感器检测端相连通;压差传感器的输出端与控制器电连接,控制器的输出端与变频器的控制端电连接;变频器的输出端通过电源输出电缆与风机的控制端电连接;风机排风口通过充气管与囊体进气口相连通;设置单元与控制器电连接;其中,
设置单元:用于显示和设置浮空器囊体充气时的期望压差值;
压差传感器:用于采集囊体内的实时压差值并将实时压差值发送至控制器;
控制器:用于将实时压差值与预设的期望压差值进行比较,计算实时压差值与期望压差值之间的差值,并根据差值改变变频器的控制信号,直至差值到达设定的变化范围内;
变频器:用于根据控制器输出的控制信号改变输出电源频率,从而改变风机的转速;
风机:用于实现对囊体充气,可根据变频器的输出电源频率改变转速,进而调整进入囊体内气体的流量、流速。
进一步地,所述设置单元还用于显示和设置差值维持时长T;所述控制器还用于在差值到达设定的变化范围内后,控制差值在设定时长T内稳定在设定的变化范围内。
进一步地,所述控制单元还包括机箱,机箱上设置气管接头和电连接器,所述设置单元设于机箱外表面,所述压差传感器、变频器和控制器均设于机箱内,所述引压管通过气管接头与压差传感器的检测端相连通,所述电源输出电缆通过电连接器与变频器的输出端电连接。
进一步地,还包括设于机箱外表面的控制按钮,所述控制按钮与控制器电连接;控制按钮用于对控制器进行上电及断电控制,用于对变频器输出电源进行通断控制。
作为一种优选方式,所述机箱为便携式机箱或移动式机箱。
作为一种优选方式,所述设置单元为触摸式显示屏。
作为一种优选方式,所述控制器为PLC控制器、单片机或工业控制计算机。
作为一种优选方式,包括多个不同测量量程、不同测量精度的压差传感器。
与现有技术相比,本发明具有组成相对简单,结构紧凑,便携性好,实用性强,操作便捷,工作可靠性高,风机工作能耗低:采用变频器调节风机供电电源,实现对风机的充气速率的控制,采用控制器设定囊体充气成型后的压差值及维持时长,实现对囊体充气作业的自动化,避免了现有技术的人工控制风机操作难度大、囊体充气成型控制精度差、囊体破损风险高的问题;此外,本发明可以自动精确控制风机的排风量,实现了囊体压差长时间稳定在小幅变化范围内,进而使得囊体形状得到较长时间的保持,满足浮空器地面性能测试、总装对囊体状态的需求。
附图说明
图1为本发明控制装置一实施例结构示意图。
图2为本发明的系统组成及控制原理示意图。
其中,1、控制单元;2、风机;3、囊体;4、测压接口;5、气管接头;6、充气管;7、电连接器;11、机箱;12、设置单元;13、压差传感器;14、引压管;15、电源输出电缆;16、控制按钮;17、变频器;18、控制器;181、PID控制器。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明作出具体描述。显然,所描述的实施例为本发明的一部分实施,而不是全部的实施例,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其他实施方式,都属于本发明保护的范围。
本发明所述浮空器囊体地面自动充气控制方法包括以下步骤:
步骤1,采集囊体3内的实时压差值;
步骤2,将实时压差值与预设的期望压差值进行比较,计算实时压差值与期望压差值之间的差值,并根据差值改变变频器17的控制信号,从而变频器17改变用于对囊体3充气的风机2的转速,直至差值到达设定的变化范围内。
所述步骤2还包括:在差值到达设定的变化范围内后,控制差值在设定时长T内稳定在设定的变化范围内。
如图1和图2所示,本发明所述浮空器囊体地面自动充气控制装置包括控制单元1、风机2和设于囊体3上的测压接口4,所述控制单元1包括充气管6、设置单元12、压差传感器13、引压管14、电源输出电缆15、变频器17、控制器18;引压管14一端与测压接口4相连通,引压管14另一端与压差传感器13检测端相连通;压差传感器13的输出端与控制器18电连接,控制器18的输出端与变频器17的控制端电连接;变频器17的输出端通过电源输出电缆15与风机2的控制端电连接;风机2排风口通过充气管6与囊体3进气口相连通;设置单元12与控制器18电连接;其中,
设置单元12:用于显示和设置浮空器囊体3充气时的期望压差值;用于显示和设置差值维持时长T;
压差传感器13:用于采集囊体3内的实时压差值并将实时压差值发送至控制器18;
控制器18:用于将实时压差值与预设的期望压差值进行比较,计算实时压差值与期望压差值之间的差值,并根据差值改变变频器17的控制信号,直至差值到达设定的变化范围内;控制器18还用于在差值到达设定的变化范围内后,控制差值在设定时长T内稳定在设定的变化范围内。
变频器17:用于根据控制器18输出的控制信号改变输出电源频率,从而改变风机2的转速;所述电源输出电缆15采用四芯380V供电电缆,用于给囊体3充气用风机2提供变频处理后的电源。所述变频器17为公知的电源频率转换控制装置,可按照控制器18(如PLC)的控制指令要求,将输入的常规工业频率电源转变为特定频率电源,通过电源输出电缆15提供给囊体3充气用风机2。
风机2:用于实现对囊体3充气,可根据变频器的输出电源频率改变转速,进而调整进入囊体3内气体的流量、流速。
所述压差传感器13与控制器18电气连接,并通过引压管14与囊体3连通,压差传感器13实时测得囊体3的压差值,并上传到控制器18。
所述控制单元1还包括机箱11,机箱11上设置气管接头5和电连接器7,所述设置单元12设于机箱11外表面,所述压差传感器13、变频器17和控制器18均设于机箱11内,所述引压管14通过气管接头5与压差传感器13的检测端相连通,所述电源输出电缆15通过电连接器7与变频器17的输出端电连接。气管接头5用于实现引压管14与压差传感器13的机械连接固定;同时气管接头5处做密封处理,以实现囊体3压差的精确测量。
所述控制单元1还包括设于机箱11外表面的控制按钮16,所述控制按钮16与控制器18电连接;控制按钮16用于对控制器18进行上电及断电控制,用于对变频器17输出电源进行通断控制。
所述机箱11为便携式机箱或移动式机箱。所述机箱11具有良好的防雨、散热功能。
所述设置单元12为触摸式显示屏,用于提高囊体3充气控制参数设置的便捷性。
所述控制器18为PLC控制器(可编程逻辑控制器)、单片机或工业控制计算机。
本实施例中,控制器18采用PLC,所述PLC内部集成有PID控制器181,对从压差传感器13获得的、经过A/D转换后的囊体3的压差值和通过触摸式显示屏设置的囊体3期望压差值进行比较判断,解算出变频器17控制信号,该数字控制信号经过D/A转换模拟控制信号,从而将常规工业频率电源通过变频器17变换为特定频率的输出电源,从而改变风机2转速,实现风机2对囊体3充气速率、压差值大小的控制。
所述控制单元1包括多个不同测量量程、不同测量精度的压差传感器13。实际测量时,根据囊体3充气后压差值的大小,选择测量量程或精度适合的压差传感器13与引压管14连接。
本发明用于对风机2的工作过程进行控制,实现对浮空器囊体3的充气、增压。本发明的工作过程如下:
使用前,先完成风机2排风口与囊体3进气口的连接,控制单元1上引压管14与囊体3上测压接口4的连接,电源输出电缆15与风机2的供电接口的连接;通过设置单元12(触摸式显示屏)在控制单元1上设置好囊体3充气成型后的压差值及维持时长;再开启控制器18及风机2的控制按钮16,即可实现囊体3的自动充气及其成型后的压差及形状维持。
本发明在浮空器囊体加工、装配及升空试验技术领域、充气假目标领域等具有良好应用前景。本发明装置还可以作为一个产品,通过工程化改进后推向市场,应用于充气产品、膜结构产品等技术领域。
上面结合附图对本发明的实施例进行了描述,但是本发明并不局限于上述的具体实施方式,上述的具体实施方式仅仅是示意性的,而不是局限性的,本领域的普通技术人员在本发明的启示下,在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下,还可做出很多形式,这些均属于本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种浮空器囊体地面自动充气控制方法,其特征在于,包括以下步骤:
步骤1,采集囊体(3)内的实时压差值;
步骤2,将实时压差值与预设的期望压差值进行比较,计算实时压差值与期望压差值之间的差值,并根据差值改变变频器(17)的控制信号,从而变频器(17)改变用于对囊体(3)充气的风机(2)的转速,直至差值到达设定的变化范围内。
2.如权利要求1所述的浮空器囊体地面自动充气控制方法,其特征在于,所述步骤2还包括:在差值到达设定的变化范围内后,控制差值在设定时长T内稳定在设定的变化范围内。
3.一种浮空器囊体地面自动充气控制装置,其特征在于,包括控制单元(1)、风机(2)和设于囊体(3)上的测压接口(4),所述控制单元(1)包括充气管(6)、设置单元(12)、压差传感器(13)、引压管(14)、电源输出电缆(15)、变频器(17)、控制器(18);引压管(14)一端与测压接口(4)相连通,引压管(14)另一端与压差传感器(13)检测端相连通;压差传感器(13)的输出端与控制器(18)电连接,控制器(18)的输出端与变频器(17)的控制端电连接;变频器(17)的输出端通过电源输出电缆(15)与风机(2)的控制端电连接;风机(2)排风口通过充气管(6)与囊体(3)进气口相连通;设置单元(12)与控制器(18)电连接;其中,
设置单元(12):用于显示和设置浮空器囊体(3)充气时的期望压差值;
压差传感器(13):用于采集囊体(3)内的实时压差值并将实时压差值发送至控制器(18);
控制器(18):用于将实时压差值与预设的期望压差值进行比较,计算实时压差值与期望压差值之间的差值,并根据差值改变变频器(17)的控制信号,直至差值到达设定的变化范围内;
变频器(17):用于根据控制器(18)输出的控制信号改变输出电源频率,从而改变风机(2)的转速;
风机(2):用于实现对囊体(3)充气,可根据变频器的输出电源频率改变转速,进而调整进入囊体(3)内气体的流量、流速。
4.如权利要求3所述的浮空器囊体地面自动充气控制装置,其特征在于,
所述设置单元(12)还用于显示和设置差值维持时长T;
所述控制器(18)还用于在差值到达设定的变化范围内后,控制差值在设定时长T内稳定在设定的变化范围内。
5.如权利要求3所述的浮空器囊体地面自动充气控制装置,其特征在于,所述控制单元(1)还包括机箱(11),机箱(11)上设置气管接头(5)和电连接器(7),所述设置单元(12)设于机箱(11)外表面,所述压差传感器(13)、变频器(17)和控制器(18)均设于机箱(11)内,所述引压管(14)通过气管接头(5)与压差传感器(13)的检测端相连通,所述电源输出电缆(15)通过电连接器(7)与变频器(17)的输出端电连接。
6.如权利要求5所述的浮空器囊体地面自动充气控制装置,其特征在于,还包括设于机箱(11)外表面的控制按钮(16),所述控制按钮(16)与控制器(18)电连接;控制按钮(16)用于对控制器(18)进行上电及断电控制,用于对变频器(17)输出电源进行通断控制。
7.如权利要求5所述的浮空器囊体地面自动充气控制装置,其特征在于,所述机箱(11)为便携式机箱或移动式机箱。
8.如权利要求3所述的浮空器囊体地面自动充气控制装置,其特征在于,所述设置单元(12)为触摸式显示屏。
9.如权利要求3所述的浮空器囊体地面自动充气控制装置,其特征在于,所述控制器(18)为PLC控制器、单片机或工业控制计算机。
10.如权利要求3所述的浮空器囊体地面自动充气控制装置,其特征在于,包括多个不同测量量程、不同测量精度的压差传感器(13)。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113212728A (zh) * 2021-05-31 2021-08-06 中国航空工业集团公司西安航空计算技术研究所 一种飞艇气囊压力采集、控制系统及方法

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6619586B1 (en) * 2000-11-30 2003-09-16 Barnes, Iii Alfred C. Thermal airship buoyancy controller
FR2846938A1 (fr) * 2002-11-13 2004-05-14 Ballon Photo Procede et dispositif permettant de maintenir le pression statique gazeuse a l'interieur d'un aerostat
CN103287567A (zh) * 2013-05-22 2013-09-11 青岛飞宇航空科技有限公司 一种浮空器气囊自动充放气气压调节系统
CN103407569A (zh) * 2013-08-20 2013-11-27 西北工业大学 一种用于平流层飞艇气囊压力控制系统的变频控制器
CN103847948A (zh) * 2013-08-28 2014-06-11 中国特种飞行器研究所 一种用于浮空飞行器的地面测控装置
CN106347622A (zh) * 2016-08-19 2017-01-25 东莞市中航华讯卫星技术有限公司 一种飞艇浮力驻空温致压力的控制方法
CN107054611A (zh) * 2017-04-05 2017-08-18 杭州东沣科技有限公司 一种飞艇囊体快速充气系统及方法

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6619586B1 (en) * 2000-11-30 2003-09-16 Barnes, Iii Alfred C. Thermal airship buoyancy controller
FR2846938A1 (fr) * 2002-11-13 2004-05-14 Ballon Photo Procede et dispositif permettant de maintenir le pression statique gazeuse a l'interieur d'un aerostat
CN103287567A (zh) * 2013-05-22 2013-09-11 青岛飞宇航空科技有限公司 一种浮空器气囊自动充放气气压调节系统
CN103407569A (zh) * 2013-08-20 2013-11-27 西北工业大学 一种用于平流层飞艇气囊压力控制系统的变频控制器
CN103847948A (zh) * 2013-08-28 2014-06-11 中国特种飞行器研究所 一种用于浮空飞行器的地面测控装置
CN106347622A (zh) * 2016-08-19 2017-01-25 东莞市中航华讯卫星技术有限公司 一种飞艇浮力驻空温致压力的控制方法
CN107054611A (zh) * 2017-04-05 2017-08-18 杭州东沣科技有限公司 一种飞艇囊体快速充气系统及方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
魏东等: "低空飞艇压力控制系统设计", 《中国科技信息》 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113212728A (zh) * 2021-05-31 2021-08-06 中国航空工业集团公司西安航空计算技术研究所 一种飞艇气囊压力采集、控制系统及方法

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