CN114061891A - 一种面向大型开口射流风洞下吹引射式静压匹配控制方法 - Google Patents

一种面向大型开口射流风洞下吹引射式静压匹配控制方法 Download PDF

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CN114061891A CN202210051603.9A CN202210051603A CN114061891A CN 114061891 A CN114061891 A CN 114061891A CN 202210051603 A CN202210051603 A CN 202210051603A CN 114061891 A CN114061891 A CN 114061891A
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Abstract

本发明公开了一种面向大型开口射流风洞下吹引射式静压匹配控制方法。该控制方法采用风洞闭环控制进行下吹引射式静压匹配控制，首先判定静压是否匹配，总压是否稳定；之后进行风洞总压稳定控制，确定调压阀开度目标，以及进行调压阀开度随动控制，确定调压阀开度指令；同时通过确定风洞静压偏差，确定引射压力目标补偿量，确定修正后的引射压力目标，实现风洞静压自适应匹配控制，再进行风洞引射压力随动控制，确定引射调压阀开度目标，进行引射调压阀开度随动控制，确定引射调压阀开度指令。该控制方法在保持总压连续稳定的同时，使得试验舱静压与喷管出口静压自适应匹配以减小两者偏差，从而显著改善试验区流场均匀性，增大有效试验区域尺寸。

Description

一种面向大型开口射流风洞下吹引射式静压匹配控制方法
技术领域
本发明属于风洞运行与流场控制研究领域，具体涉及一种面向大型开口射流风洞下吹引射式静压匹配控制方法。
背景技术
传统闭口风洞试验段尺寸偏小、对试验模型尺寸和模型堵塞度有较为严格限制，且容易受到壁面干扰影响，因而难以对具有复杂外形的模型开展高保真度的精细化试验。针对这一问题，由于开口射流风洞在与闭口风洞相同喷管出口尺寸下可容纳更大缩比试验模型，允许更大的模型堵塞度试验要求，发展大型开口射流风洞是解决该问题的有效方案之一。
大型开口射流风洞由气源球罐、调压阀、稳定段、喷管、试验舱、扩张段、引射调压阀、引射器、消声塔以及连接管道组成。通过控制调压阀开度以及引射调压阀开度，通过吹气、抽吸作用调节经气源球罐喷出的高压气体流量，而后高压气体经稳定段整流，喷管段加速，在试验舱达到所要求的试验流场条件，最后经扩张段、引射器从消声塔排出。
值得注意的是，大型开口射流风洞在进行超声速试验时，由于其开口特性和较大的试验舱容积，风洞喷管出口静压与试验舱静压往往会有较大差异，导致试验舱内流场均匀性较差，流场均匀区的长度过短，面积过小，一方面影响了开口射流风洞的试验流场性能指标，另一方面也限制了开口射流风洞的有效试验区域的尺寸大小。为解决这一问题，当前亟需发展一种面向大型开口射流风洞下吹引射式静压匹配控制方法。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种面向大型开口射流风洞下吹引射式静压匹配控制方法。
本发明的面向大型开口射流风洞下吹引射式静压匹配控制方法，包括以下步骤：
步骤S100：确定风洞运行试验条件；
根据风洞试验要求，确定风洞运行试验条件，试验条件包括总压目标
Figure DEST_PATH_IMAGE001
，初始引射压力目标
Figure 449912DEST_PATH_IMAGE002
，目标马赫数
Figure DEST_PATH_IMAGE003
，静压匹配度目标
Figure 540228DEST_PATH_IMAGE004
，总压控制精度
Figure DEST_PATH_IMAGE005
，引射压力控制精度
Figure 738122DEST_PATH_IMAGE006
，风洞试验模型姿态；
步骤S110：确定风洞开车参数；
基于风洞运行试验条件，根据当前气源压力，大气压，以及总压目标
Figure 724533DEST_PATH_IMAGE001
，初始引射压力目标
Figure 155514DEST_PATH_IMAGE002
，确定调压阀预置开度
Figure DEST_PATH_IMAGE007
，引射调压阀预置开度
Figure 534674DEST_PATH_IMAGE008
；根据目标马赫数
Figure 101922DEST_PATH_IMAGE003
，确定总压控制器控制参数，引射压力控制器控制参数，调压阀开度控制器控制参数，以及引射调压阀开度控制参数；
步骤S200：风洞引射充压启动；
将引射调压阀打开至引射调压阀预置开度
Figure 259234DEST_PATH_IMAGE008
，待风洞引射器集气室压力达到初始引射压力目标
Figure 911932DEST_PATH_IMAGE002
的97%，再将调压阀打开至调压阀预置开度
Figure 560694DEST_PATH_IMAGE007
，待稳定段总压
Figure DEST_PATH_IMAGE009
达到总压目标
Figure 44765DEST_PATH_IMAGE001
的97%，完成风洞引射充压启动；
步骤S300：风洞闭环控制；
为建立符合风洞试验要求的稳定流场，风洞开启闭环控制；
步骤S310：判定静压是否匹配，总压是否稳定；
计算风洞喷管出口静压
Figure 372979DEST_PATH_IMAGE010
和试验舱静压
Figure DEST_PATH_IMAGE011
的静压偏差
Figure 794864DEST_PATH_IMAGE012
：
Figure DEST_PATH_IMAGE013
计算静压偏差
Figure 968356DEST_PATH_IMAGE012
的绝对值
Figure 510196DEST_PATH_IMAGE014
，判断
Figure 25622DEST_PATH_IMAGE014
是否小于静压匹配度目标
Figure 652912DEST_PATH_IMAGE004
，如果小于则为真，即
Figure DEST_PATH_IMAGE015
，静压匹配；
计算稳定段总压
Figure 426833DEST_PATH_IMAGE009
与总压目标
Figure 292021DEST_PATH_IMAGE001
的总压偏差
Figure 712769DEST_PATH_IMAGE016
：
Figure DEST_PATH_IMAGE017
计算总压偏差
Figure 358514DEST_PATH_IMAGE016
的绝对值
Figure 404968DEST_PATH_IMAGE018
，判断
Figure 124662DEST_PATH_IMAGE018
是否小于总压控制精度
Figure 713382DEST_PATH_IMAGE005
，如果小于则为真，即
Figure DEST_PATH_IMAGE019
，总压稳定；
计算引射器集气室压力
Figure 846423DEST_PATH_IMAGE020
与引射压力目标
Figure DEST_PATH_IMAGE021
的引射压力偏差
Figure 165409DEST_PATH_IMAGE022
：
Figure DEST_PATH_IMAGE023
首次计算时，引射压力目标
Figure 83817DEST_PATH_IMAGE021
取初始引射压力目标
Figure 95636DEST_PATH_IMAGE002
，计算引射压力偏差
Figure 184815DEST_PATH_IMAGE022
的绝对值
Figure 58224DEST_PATH_IMAGE024
，判断
Figure 752510DEST_PATH_IMAGE024
是否小于引射压力控制精度
Figure 935230DEST_PATH_IMAGE006
，如果小于则为真，即
Figure DEST_PATH_IMAGE025
，引射压力匹配；
当且仅当上述三个判定条件均为真，直接跳转至步骤S400，否则转入下述闭环控制，包括以下步骤：
步骤S320：风洞总压稳定控制，确定调压阀开度目标；
由总压控制器根据总压目标
Figure 42863DEST_PATH_IMAGE001
、当前稳定段总压
Figure 719963DEST_PATH_IMAGE009
，包含但不限定于当前气源压力控制器、大气压控制器的控制器补偿量，更新调压阀开度目标
Figure 65494DEST_PATH_IMAGE026
；
步骤S330：调压阀开度随动控制，确定调压阀开度指令；
由调压阀开度控制器根据调压阀开度目标
Figure 622377DEST_PATH_IMAGE026
和测量得到的当前调压阀开度
Figure DEST_PATH_IMAGE027
，更新调压阀开度指令
Figure 217307DEST_PATH_IMAGE028
，控制调压阀开度；
步骤S340：风洞静压自适应匹配控制；
由静压自适应匹配控制器依据静压偏差
Figure 695168DEST_PATH_IMAGE012
，以及当前引射压力目标
Figure DEST_PATH_IMAGE029
，令
Figure 629626DEST_PATH_IMAGE030
，重复迭代更新引射压力目标
Figure 154148DEST_PATH_IMAGE021
，包括以下步骤：
步骤S341：确定风洞静压偏差；
测量当前的风洞喷管出口静压
Figure 705215DEST_PATH_IMAGE010
和试验舱静压
Figure 989697DEST_PATH_IMAGE011
，并计算当前的静压偏差
Figure 247503DEST_PATH_IMAGE012
：
Figure DEST_PATH_IMAGE031
步骤S342：确定引射压力目标补偿量；
根据静压偏差
Figure 474085DEST_PATH_IMAGE012
，计算引射压力目标补偿量
Figure 512448DEST_PATH_IMAGE006
：
Figure 335042DEST_PATH_IMAGE032
函数
Figure DEST_PATH_IMAGE033
表示静压补偿函数，根据风洞试验条件，从风洞控制数据库中调用得到；
Figure 978513DEST_PATH_IMAGE034
表示符号函数，为：
Figure DEST_PATH_IMAGE035
步骤S343：确定修正后的引射压力目标；
根据当前引射压力目标
Figure 907155DEST_PATH_IMAGE029
和引射压力目标补偿量
Figure 652388DEST_PATH_IMAGE006
，重复迭代计算修正后的引射压力目标
Figure 731202DEST_PATH_IMAGE021
为：
Figure 494759DEST_PATH_IMAGE036
步骤S350：风洞引射压力随动控制，确定引射调压阀开度目标；
由引射压力控制器根据修正后的引射压力目标
Figure 797564DEST_PATH_IMAGE021
和当前风洞引射器集气室压力
Figure 544941DEST_PATH_IMAGE020
，以及包含但不限定于当前气源压力、大气压的控制器补偿量，确定引射调压阀开度目标
Figure DEST_PATH_IMAGE037
；
步骤S360：引射调压阀开度随动控制，确定引射调压阀开度指令；
由引射调压阀开度控制器根据引射调压阀开度目标
Figure 440828DEST_PATH_IMAGE037
和测量得到的当前引射调压阀开度
Figure 324470DEST_PATH_IMAGE038
，确定引射调压阀开度指令
Figure DEST_PATH_IMAGE039
，控制引射调压阀开度
Figure 594915DEST_PATH_IMAGE038
；
需要注意的是，在步骤S310的判定为假的之后，步骤S320至步骤S330，和步骤S340至步骤S360为同时并行运行；
重复上述步骤S300至步骤S360，直至风洞喷管出口静压
Figure 314740DEST_PATH_IMAGE010
和试验舱静压
Figure 735357DEST_PATH_IMAGE011
匹配，即
Figure 473506DEST_PATH_IMAGE015
；稳定段总压
Figure 118114DEST_PATH_IMAGE009
与总压目标
Figure 840082DEST_PATH_IMAGE001
的总压偏差稳定在总压控制精度
Figure 346281DEST_PATH_IMAGE005
内，即
Figure 407778DEST_PATH_IMAGE019
；以及引射器集气室压力
Figure 957708DEST_PATH_IMAGE020
与引射压力目标
Figure 166972DEST_PATH_IMAGE021
偏差稳定在引射压力控制精度
Figure 726130DEST_PATH_IMAGE006
内，即
Figure 189603DEST_PATH_IMAGE025
；跳转至步骤S400；
步骤S400：采集试验数据；
试验流场稳定，达到试验要求条件，风洞测控系统采集试验数据；
步骤S410：判断是否完成所有风洞试验模型姿态调整；
根据风洞试验要求，判定是否完成所有的风洞试验模型姿态调整；当判定为假，即没有完成，则跳转至步骤S500；当判定为真，即已经完成，则跳转至步骤S600；
步骤S500：调整风洞试验模型姿态；
按照风洞试验要求，将风洞试验模型姿态通过模型运动机构调整至下一个风洞试验模型姿态，并跳转至步骤S300；
重复步骤S300至步骤S500直至完成风洞试验要求的所有风洞试验模型姿态的试验数据采集，由步骤S410跳转至步骤S600；
步骤S600：风洞关车；
将引射调压阀开度目标
Figure 379276DEST_PATH_IMAGE037
置为0，待引射调压阀开度
Figure 544678DEST_PATH_IMAGE038
减小至30将调压阀开度目标
Figure 641947DEST_PATH_IMAGE026
置为0，待引射调压阀开度
Figure 740353DEST_PATH_IMAGE038
和调压阀开度
Figure 668905DEST_PATH_IMAGE027
均关为0，风洞关车，试验结束。
进一步地，所述的总压控制器为增量式总压PID控制器。
进一步地，所述的引射压力控制器为增量式引射压力PID控制器。
进一步地，所述的调压阀开度控制器为增量式调压阀开度PID控制器。
本发明的面向大型开口射流风洞下吹引射式静压匹配控制方法采用风洞闭环控制进行下吹引射式静压匹配控制，首先判定静压是否匹配，总压是否稳定；之后进行风洞总压稳定控制，确定调压阀开度目标，以及进行调压阀开度随动控制，确定调压阀开度指令；同时通过确定风洞静压偏差，确定引射压力目标补偿量，确定修正后的引射压力目标，实现风洞静压自适应匹配控制，再进行风洞引射压力随动控制，确定引射调压阀开度目标，进行引射调压阀开度随动控制，确定引射调压阀开度指令。
本发明的面向大型开口射流风洞下吹引射式静压匹配控制方法能够实现在保持总压连续稳定的同时，使得试验舱静压与喷管出口静压自适应匹配以减小两者偏差，从而显著改善试验区流场均匀性，增大有效试验区域尺寸。
附图说明
图1 为本发明的面向大型开口射流风洞下吹引射式静压匹配控制方法的试验流程图；
图2 为本发明的面向大型开口射流风洞下吹引射式静压匹配控制方法的风洞闭环控制原理图；
图3 为本发明的面向大型开口射流风洞下吹引射式静压匹配控制方法中的风洞静压补偿函数曲线图。
具体实施方式
构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。
下面结合附图和实施例详细说明本发明。
实施例1
本实施例的总压控制器为增量式总压PID控制器，引射压力控制器为增量式引射压力PID控制器，调压阀开度控制器为增量式调压阀开度PID控制器。
如图1所示，本实施例的面向大型开口射流风洞下吹引射式静压匹配控制方法，包括以下步骤：
步骤S100：确定风洞运行试验条件；
根据风洞试验要求，确定风洞运行试验条件，试验条件包括总压目标
Figure 321604DEST_PATH_IMAGE001
，初始引射压力目标
Figure 425826DEST_PATH_IMAGE002
，目标马赫数
Figure 113159DEST_PATH_IMAGE003
，静压匹配度目标
Figure 706951DEST_PATH_IMAGE004
，总压控制精度
Figure 597678DEST_PATH_IMAGE005
，引射压力控制精度
Figure 240012DEST_PATH_IMAGE006
，风洞试验模型姿态；
步骤S110：确定风洞开车参数；
基于风洞运行试验条件，根据当前气源压力，大气压，以及总压目标
Figure 781852DEST_PATH_IMAGE001
，初始引射压力目标
Figure 280966DEST_PATH_IMAGE002
，确定调压阀预置开度
Figure 173836DEST_PATH_IMAGE007
，引射调压阀预置开度
Figure 167331DEST_PATH_IMAGE008
；根据目标马赫数
Figure 563677DEST_PATH_IMAGE003
，确定增量式总压PID控制器比例控制参数
Figure 436955DEST_PATH_IMAGE040
、积分控制参数
Figure DEST_PATH_IMAGE041
，增量式引射压力PID控制器比例控制参数
Figure 82700DEST_PATH_IMAGE042
、积分控制参数
Figure DEST_PATH_IMAGE043
，增量式调压阀开度PID控制器比例控制参数
Figure 676624DEST_PATH_IMAGE044
、积分控制参数
Figure DEST_PATH_IMAGE045
，以及增量式引射调压阀开度PID控制器比例控制参数
Figure 661897DEST_PATH_IMAGE046
、积分控制参数
Figure DEST_PATH_IMAGE047
；
步骤S200：风洞引射充压启动；
将引射调压阀打开至引射调压阀预置开度
Figure 781776DEST_PATH_IMAGE008
，待风洞引射器集气室压力达到初始引射压力目标
Figure 649237DEST_PATH_IMAGE002
的97%，再将调压阀打开至调压阀预置开度
Figure 233803DEST_PATH_IMAGE007
，待稳定段总压
Figure 604741DEST_PATH_IMAGE009
达到总压目标
Figure 819822DEST_PATH_IMAGE001
的97%，完成风洞引射充压启动；
步骤S300：风洞闭环控制；
为建立符合风洞试验要求的稳定流场，风洞进行如图2所示的闭环控制，图2中的风洞静压补偿函数曲线图详见图3；
步骤S310：判定静压是否匹配，总压是否稳定；
计算风洞喷管出口静压
Figure 659733DEST_PATH_IMAGE010
和试验舱静压
Figure 47989DEST_PATH_IMAGE011
的静压偏差
Figure 273434DEST_PATH_IMAGE012
：
Figure 721733DEST_PATH_IMAGE013
计算静压偏差
Figure 235891DEST_PATH_IMAGE012
的绝对值
Figure 912991DEST_PATH_IMAGE014
，判断
Figure 524101DEST_PATH_IMAGE014
是否小于静压匹配度目标
Figure 877722DEST_PATH_IMAGE004
，如果小于则为真，即
Figure 675913DEST_PATH_IMAGE015
，静压匹配；
计算稳定段总压
Figure 609234DEST_PATH_IMAGE009
与总压目标
Figure 560004DEST_PATH_IMAGE001
的总压偏差
Figure 350105DEST_PATH_IMAGE016
：
Figure 635593DEST_PATH_IMAGE017
计算总压偏差
Figure 107026DEST_PATH_IMAGE016
的绝对值
Figure 161570DEST_PATH_IMAGE018
，判断
Figure 870375DEST_PATH_IMAGE018
是否小于总压控制精度
Figure 643159DEST_PATH_IMAGE005
，如果小于则为真，即
Figure 715020DEST_PATH_IMAGE019
，总压稳定；
计算引射器集气室压力
Figure 889650DEST_PATH_IMAGE020
与引射压力目标
Figure 959237DEST_PATH_IMAGE021
的引射压力偏差
Figure 970049DEST_PATH_IMAGE022
：
Figure 845601DEST_PATH_IMAGE023
首次计算时，引射压力目标
Figure 874737DEST_PATH_IMAGE021
取初始引射压力目标
Figure 177543DEST_PATH_IMAGE002
，计算引射压力偏差
Figure 862602DEST_PATH_IMAGE022
的绝对值
Figure 26998DEST_PATH_IMAGE024
，判断
Figure 910640DEST_PATH_IMAGE024
是否小于引射压力控制精度
Figure 649926DEST_PATH_IMAGE006
，如果小于则为真，即
Figure 619019DEST_PATH_IMAGE025
，引射压力匹配；
当且仅当上述三个判定条件均为真，直接跳转至步骤S400，否则转入下述闭环控制，包括以下步骤：
步骤S320：风洞总压稳定控制，确定调压阀开度目标；
由总压控制器根据总压目标
Figure 321527DEST_PATH_IMAGE001
、当前稳定段总压
Figure 528518DEST_PATH_IMAGE009
，包含但不限定于当前气源压力控制器、大气压控制器的控制器补偿量，更新调压阀开度目标
Figure 173126DEST_PATH_IMAGE026
；
当前稳定段总压
Figure 895094DEST_PATH_IMAGE009
与总压目标
Figure 650560DEST_PATH_IMAGE001
偏差
Figure 991018DEST_PATH_IMAGE048
为：
Figure DEST_PATH_IMAGE049
根据总压偏差
Figure 540949DEST_PATH_IMAGE048
，由增量式总压PID控制器计算得到调压阀开度目标
Figure 750213DEST_PATH_IMAGE026
为：
Figure 309370DEST_PATH_IMAGE050
其中，
Figure 772844DEST_PATH_IMAGE027
为当前调压阀开度；
步骤S330：调压阀开度随动控制，确定调压阀开度指令；
由调压阀开度控制器根据调压阀开度目标
Figure 493675DEST_PATH_IMAGE026
和测量得到的当前调压阀开度
Figure 127919DEST_PATH_IMAGE027
，更新调压阀开度指令
Figure 225188DEST_PATH_IMAGE028
，控制调压阀开度；
调压阀开度目标
Figure 58015DEST_PATH_IMAGE026
和调压阀开度
Figure 966059DEST_PATH_IMAGE027
的开度偏差
Figure DEST_PATH_IMAGE051
为：
Figure 618757DEST_PATH_IMAGE052
根据开度偏差
Figure 519717DEST_PATH_IMAGE051
，由增量式调压阀开度PID控制器计算得到调压阀开度指令
Figure 941471DEST_PATH_IMAGE028
为：
Figure DEST_PATH_IMAGE053
再根据调压阀开度指令
Figure 817154DEST_PATH_IMAGE028
控制调压阀开度；
步骤S340：风洞静压自适应匹配控制；
由静压自适应匹配控制器依据静压偏差
Figure 957149DEST_PATH_IMAGE012
，以及当前引射压力目标
Figure 865062DEST_PATH_IMAGE029
，令
Figure 406902DEST_PATH_IMAGE030
，重复迭代更新引射压力目标
Figure 653819DEST_PATH_IMAGE021
，包括以下步骤：
步骤S341：确定风洞静压偏差；
测量当前的风洞喷管出口静压
Figure 546688DEST_PATH_IMAGE010
和试验舱静压
Figure 789451DEST_PATH_IMAGE011
，并计算当前的静压偏差
Figure 389059DEST_PATH_IMAGE012
：
Figure 59075DEST_PATH_IMAGE031
步骤S342：确定引射压力目标补偿量；
根据静压偏差
Figure 924394DEST_PATH_IMAGE012
，计算引射压力目标补偿量
Figure 970848DEST_PATH_IMAGE006
：
Figure 487280DEST_PATH_IMAGE032
函数
Figure 531459DEST_PATH_IMAGE033
表示静压补偿函数，根据风洞试验条件，从风洞控制数据库中调用，本实施例的静压补偿函数曲线如图3所示，
Figure 133342DEST_PATH_IMAGE034
表示符号函数，为：
Figure 468639DEST_PATH_IMAGE035
步骤S343：确定修正后的引射压力目标；
根据当前引射压力目标
Figure 105157DEST_PATH_IMAGE029
和引射压力目标补偿量
Figure 116975DEST_PATH_IMAGE006
，重复迭代计算修正后的引射压力目标
Figure 940575DEST_PATH_IMAGE021
为：
Figure 532093DEST_PATH_IMAGE036
步骤S350：风洞引射压力随动控制，确定引射调压阀开度目标；
由引射压力控制器根据修正后的引射压力目标
Figure 508270DEST_PATH_IMAGE021
和当前风洞引射器集气室压力
Figure 956569DEST_PATH_IMAGE020
，以及包含但不限定于当前气源压力、大气压的控制器补偿量，确定引射调压阀开度目标
Figure 533044DEST_PATH_IMAGE037
；
当前风洞引射器集气室压力
Figure 459412DEST_PATH_IMAGE020
与修正后的引射压力目标
Figure 742626DEST_PATH_IMAGE021
的引射压力偏差
Figure 109629DEST_PATH_IMAGE054
为：
Figure DEST_PATH_IMAGE055
根据引射压力偏差
Figure 252028DEST_PATH_IMAGE054
，由增量式引射压力PID控制器计算得到引射调压阀开度目标
Figure 982087DEST_PATH_IMAGE037
为：
Figure 182124DEST_PATH_IMAGE056
其中，
Figure 972225DEST_PATH_IMAGE038
为当前引射调压阀开度；
步骤S360：引射调压阀开度随动控制，确定引射调压阀开度指令；
由引射调压阀开度控制器根据引射调压阀开度目标
Figure 8446DEST_PATH_IMAGE037
和测量得到的当前引射调压阀开度
Figure 479878DEST_PATH_IMAGE038
，确定引射调压阀开度指令
Figure 534422DEST_PATH_IMAGE039
，控制引射调压阀开度
Figure 761004DEST_PATH_IMAGE038
；
引射调压阀开度目标
Figure 268209DEST_PATH_IMAGE037
和引射调压阀开度
Figure 90802DEST_PATH_IMAGE038
的引射调压阀开度偏差
Figure DEST_PATH_IMAGE057
为：
Figure 999852DEST_PATH_IMAGE058
根据引射调压阀开度偏差
Figure 866177DEST_PATH_IMAGE057
，由增量式引射调压阀开度PID控制器计算得到引射调压阀开度指令
Figure 126257DEST_PATH_IMAGE039
为：
Figure DEST_PATH_IMAGE059
再根据引射调压阀开度指令
Figure 280771DEST_PATH_IMAGE039
控制引射调压阀开度；
需要注意的是，在步骤S310的判定为假的之后，步骤S320至步骤S330，和步骤S340至步骤S360为同时并行运行；
重复上述步骤S300至步骤S360，直至风洞喷管出口静压
Figure 309906DEST_PATH_IMAGE010
和试验舱静压
Figure 550395DEST_PATH_IMAGE011
匹配，即
Figure 297771DEST_PATH_IMAGE015
；稳定段总压
Figure 727746DEST_PATH_IMAGE009
与总压目标
Figure 611389DEST_PATH_IMAGE001
的总压偏差稳定在总压控制精度
Figure 85096DEST_PATH_IMAGE005
内，即
Figure 257451DEST_PATH_IMAGE019
；以及引射器集气室压力
Figure 209226DEST_PATH_IMAGE020
与引射压力目标
Figure 963687DEST_PATH_IMAGE021
偏差稳定在引射压力控制精度
Figure 608295DEST_PATH_IMAGE006
内，即
Figure 64684DEST_PATH_IMAGE025
；跳转至步骤S400；
步骤S400：采集试验数据；
试验流场稳定，达到试验要求条件，风洞测控系统采集试验数据；
步骤S410：判断是否完成所有风洞试验模型姿态调整；
根据风洞试验要求，判定是否完成所有的风洞试验模型姿态调整；当判定为假，即没有完成，则跳转至步骤S500；当判定为真，即已经完成，则跳转至步骤S600；
步骤S500：调整风洞试验模型姿态；
按照风洞试验要求，将风洞试验模型姿态通过模型运动机构调整至下一个风洞试验模型姿态，并跳转至步骤S300；
重复步骤S300至步骤S500直至完成风洞试验要求的所有风洞试验模型姿态的试验数据采集，由步骤S410跳转至步骤S600；
步骤S600：风洞关车；
将引射调压阀开度目标
Figure 820150DEST_PATH_IMAGE037
置为0，待引射调压阀开度
Figure 881647DEST_PATH_IMAGE038
减小至30将调压阀开度目标
Figure 447889DEST_PATH_IMAGE026
置为0，待引射调压阀开度
Figure 391574DEST_PATH_IMAGE038
和调压阀开度
Figure 950732DEST_PATH_IMAGE027
均关为0，风洞关车，试验结束。
尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域。对于熟悉本领域的人员而言，在不脱离本发明原理的前提下，可容易地实现另外的改进和润饰，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (4)

1.一种面向大型开口射流风洞下吹引射式静压匹配控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤S100：确定风洞运行试验条件；
根据风洞试验要求，确定风洞运行试验条件，试验条件包括总压目标
Figure 721798DEST_PATH_IMAGE001
，初始引射压力目标
Figure 733879DEST_PATH_IMAGE002
，目标马赫数
Figure 982457DEST_PATH_IMAGE003
，静压匹配度目标
Figure 705563DEST_PATH_IMAGE004
，总压控制精度
Figure 988777DEST_PATH_IMAGE005
，引射压力控制精度
Figure 404714DEST_PATH_IMAGE006
，风洞试验模型姿态；
步骤S110：确定风洞开车参数；
基于风洞运行试验条件，根据当前气源压力，大气压，以及总压目标
Figure 140589DEST_PATH_IMAGE001
，初始引射压力目标
Figure 605069DEST_PATH_IMAGE002
，确定调压阀预置开度
Figure 867423DEST_PATH_IMAGE007
，引射调压阀预置开度
Figure 329628DEST_PATH_IMAGE008
；根据目标马赫数
Figure 925037DEST_PATH_IMAGE003
，确定总压控制器控制参数，引射压力控制器控制参数，调压阀开度控制器控制参数，以及引射调压阀开度控制参数；
步骤S200：风洞引射充压启动；
将引射调压阀打开至引射调压阀预置开度
Figure 130891DEST_PATH_IMAGE008
，待风洞引射器集气室压力达到初始引射压力目标
Figure 247751DEST_PATH_IMAGE002
的97%，再将调压阀打开至调压阀预置开度
Figure 146437DEST_PATH_IMAGE007
，待稳定段总压
Figure 653642DEST_PATH_IMAGE009
达到总压目标
Figure 522241DEST_PATH_IMAGE001
的97%，完成风洞引射充压启动；
步骤S300：风洞闭环控制；
为建立符合风洞试验要求的稳定流场，风洞开启闭环控制；
步骤S310：判定静压是否匹配，总压是否稳定；
计算风洞喷管出口静压
Figure 368974DEST_PATH_IMAGE010
和试验舱静压
Figure 297616DEST_PATH_IMAGE011
的静压偏差
Figure 495379DEST_PATH_IMAGE012
：
Figure 839772DEST_PATH_IMAGE013
计算静压偏差
Figure 432690DEST_PATH_IMAGE012
的绝对值
Figure 673179DEST_PATH_IMAGE014
，判断
Figure 951713DEST_PATH_IMAGE014
是否小于静压匹配度目标
Figure 303060DEST_PATH_IMAGE004
，如果小于则为真，即
Figure 249019DEST_PATH_IMAGE015
，静压匹配；
计算稳定段总压
Figure 457147DEST_PATH_IMAGE009
与总压目标
Figure 363923DEST_PATH_IMAGE001
的总压偏差
Figure 112436DEST_PATH_IMAGE016
：
Figure 53847DEST_PATH_IMAGE017
计算总压偏差
Figure 262237DEST_PATH_IMAGE016
的绝对值
Figure 453047DEST_PATH_IMAGE018
，判断
Figure 146196DEST_PATH_IMAGE018
是否小于总压控制精度
Figure 801169DEST_PATH_IMAGE005
，如果小于则为真，即
Figure 288782DEST_PATH_IMAGE019
，总压稳定；
计算引射器集气室压力
Figure 294784DEST_PATH_IMAGE020
与引射压力目标
Figure 791624DEST_PATH_IMAGE021
的引射压力偏差
Figure 238786DEST_PATH_IMAGE022
：
Figure 21934DEST_PATH_IMAGE023
首次计算时，引射压力目标
Figure 390599DEST_PATH_IMAGE021
取初始引射压力目标
Figure 786070DEST_PATH_IMAGE002
，计算引射压力偏差
Figure 556580DEST_PATH_IMAGE022
的绝对值
Figure 182734DEST_PATH_IMAGE024
，判断
Figure 163328DEST_PATH_IMAGE024
是否小于引射压力控制精度
Figure 1971DEST_PATH_IMAGE006
，如果小于则为真，即
Figure 220463DEST_PATH_IMAGE025
，引射压力匹配；
当且仅当静压匹配、总压稳定且引射压力匹配，直接跳转至步骤S400，否则转入下述闭环控制，包括以下步骤：
步骤S320：风洞总压稳定控制，确定调压阀开度目标；
由总压控制器根据总压目标
Figure 486359DEST_PATH_IMAGE001
、当前稳定段总压
Figure 688670DEST_PATH_IMAGE009
，包含但不限定于当前气源压力控制器、大气压控制器的控制器补偿量，更新调压阀开度目标
Figure 127742DEST_PATH_IMAGE026
；
步骤S330：调压阀开度随动控制，确定调压阀开度指令；
由调压阀开度控制器根据调压阀开度目标
Figure 607265DEST_PATH_IMAGE026
和测量得到的当前调压阀开度
Figure 670161DEST_PATH_IMAGE027
，更新调压阀开度指令
Figure 969555DEST_PATH_IMAGE028
，控制调压阀开度；
步骤S340：风洞静压自适应匹配控制；
由静压自适应匹配控制器依据静压偏差
Figure 274635DEST_PATH_IMAGE012
，以及当前引射压力目标
Figure 405402DEST_PATH_IMAGE029
，令
Figure 13101DEST_PATH_IMAGE030
，重复迭代更新引射压力目标
Figure 190004DEST_PATH_IMAGE021
，包括以下步骤：
步骤S341：确定风洞静压偏差；
测量当前的风洞喷管出口静压
Figure 642982DEST_PATH_IMAGE010
和试验舱静压
Figure 221731DEST_PATH_IMAGE011
，并计算当前的静压偏差
Figure 331DEST_PATH_IMAGE012
：
Figure 336634DEST_PATH_IMAGE031
步骤S342：确定引射压力目标补偿量；
根据静压偏差
Figure 484981DEST_PATH_IMAGE012
，计算引射压力目标补偿量
Figure 528024DEST_PATH_IMAGE006
：
Figure 602159DEST_PATH_IMAGE032
函数
Figure 363442DEST_PATH_IMAGE033
表示静压补偿函数，根据风洞试验条件，从风洞控制数据库中调用得到；
Figure 486118DEST_PATH_IMAGE034
表示符号函数，为：
Figure 773880DEST_PATH_IMAGE035
步骤S343：确定修正后的引射压力目标；
根据当前引射压力目标
Figure 894283DEST_PATH_IMAGE029
和引射压力目标补偿量
Figure 267495DEST_PATH_IMAGE006
，重复迭代计算修正后的引射压力目标
Figure 131546DEST_PATH_IMAGE021
为：
Figure 945919DEST_PATH_IMAGE036
步骤S350：风洞引射压力随动控制，确定引射调压阀开度目标；
由引射压力控制器根据修正后的引射压力目标
Figure 128900DEST_PATH_IMAGE021
和当前风洞引射器集气室压力
Figure 864775DEST_PATH_IMAGE020
，以及包含但不限定于当前气源压力、大气压的控制器补偿量，确定引射调压阀开度目标
Figure 391572DEST_PATH_IMAGE037
；
步骤S360：引射调压阀开度随动控制，确定引射调压阀开度指令；
由引射调压阀开度控制器根据引射调压阀开度目标
Figure 263713DEST_PATH_IMAGE037
和测量得到的当前引射调压阀开度
Figure 116131DEST_PATH_IMAGE038
，确定引射调压阀开度指令
Figure 136040DEST_PATH_IMAGE039
，控制引射调压阀开度
Figure 341893DEST_PATH_IMAGE038
；
需要注意的是，在步骤S310的判定为假的之后，步骤S320至步骤S330，和步骤S340至步骤S360为同时并行运行；
重复上述步骤S300至步骤S360，直至风洞喷管出口静压
Figure 458754DEST_PATH_IMAGE010
和试验舱静压
Figure 91860DEST_PATH_IMAGE011
匹配，即
Figure 162847DEST_PATH_IMAGE015
；稳定段总压
Figure 969129DEST_PATH_IMAGE009
与总压目标
Figure 81441DEST_PATH_IMAGE001
的总压偏差稳定在总压控制精度
Figure 744504DEST_PATH_IMAGE005
内，即
Figure 942267DEST_PATH_IMAGE019
；以及引射器集气室压力
Figure 614557DEST_PATH_IMAGE020
与引射压力目标
Figure 378113DEST_PATH_IMAGE021
偏差稳定在引射压力控制精度
Figure 353022DEST_PATH_IMAGE006
内，即
Figure 162715DEST_PATH_IMAGE025
；跳转至步骤S400；
步骤S400：采集试验数据；
试验流场稳定，达到试验要求条件，风洞测控系统采集试验数据；
步骤S410：判断是否完成所有风洞试验模型姿态调整；
根据风洞试验要求，判定是否完成所有的风洞试验模型姿态调整；当判定为假，即没有完成，则跳转至步骤S500；当判定为真，即已经完成，则跳转至步骤S600；
步骤S500：调整风洞试验模型姿态；
按照风洞试验要求，将风洞试验模型姿态通过模型运动机构调整至下一个风洞试验模型姿态，并跳转至步骤S300；
重复步骤S300至步骤S500直至完成风洞试验要求的所有风洞试验模型姿态的试验数据采集，由步骤S410跳转至步骤S600；
步骤S600：风洞关车；
将引射调压阀开度目标
Figure 248483DEST_PATH_IMAGE037
置为0，待引射调压阀开度
Figure 684189DEST_PATH_IMAGE038
减小至30将调压阀开度目标
Figure 892316DEST_PATH_IMAGE026
置为0，待引射调压阀开度
Figure 799092DEST_PATH_IMAGE038
和调压阀开度
Figure 813184DEST_PATH_IMAGE027
均关为0，风洞关车，试验结束。
2.根据权利要求1所述的面向大型开口射流风洞下吹引射式静压匹配控制方法，其特征在于，所述的总压控制器为增量式总压PID控制器。
3.根据权利要求1所述的面向大型开口射流风洞下吹引射式静压匹配控制方法，其特征在于，所述的引射压力控制器为增量式引射压力PID控制器。
4.根据权利要求1所述的面向大型开口射流风洞下吹引射式静压匹配控制方法，其特征在于，所述的调压阀开度控制器为增量式调压阀开度PID控制器。
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