CN114061891B - 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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CN114061891B CN202210051603.9A CN202210051603A CN114061891B CN 114061891 B CN114061891 B CN 114061891B CN 202210051603 A CN202210051603 A CN 202210051603A CN 114061891 B CN114061891 B CN 114061891B
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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 100002_DEST_PATH_IMAGE001
，初始引射压力目标
Figure 115229DEST_PATH_IMAGE002
，目标马赫数
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE003
，静压匹配度目标
Figure 862606DEST_PATH_IMAGE004
，总压控制精度
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE005
，引射压力控制精度
Figure 899438DEST_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 517502DEST_PATH_IMAGE001
，初始引射压力目标
Figure 725629DEST_PATH_IMAGE002
，确定调压阀预置开度
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE007
，引射调压阀预置开度
Figure 304509DEST_PATH_IMAGE008
；根据目标马赫数
Figure 990705DEST_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 728854DEST_PATH_IMAGE008
，待风洞引射器集气室压力达到初始引射压力目标
Figure 842304DEST_PATH_IMAGE002
的97%，再将调压阀打开至调压阀预置开度
Figure 157747DEST_PATH_IMAGE007
，待稳定段总压
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE009
达到总压目标
Figure 647635DEST_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 240290DEST_PATH_IMAGE010
和试验舱静压
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE011
的静压偏差
Figure 931165DEST_PATH_IMAGE012
：
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE013
计算静压偏差
Figure 609271DEST_PATH_IMAGE012
的绝对值
Figure 637270DEST_PATH_IMAGE014
，判断
Figure 84432DEST_PATH_IMAGE014
是否小于静压匹配度目标
Figure 539684DEST_PATH_IMAGE004
，如果小于则为真，即
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE015
，静压匹配；
计算稳定段总压
Figure 596764DEST_PATH_IMAGE009
与总压目标
Figure 428454DEST_PATH_IMAGE001
的总压偏差
Figure 730122DEST_PATH_IMAGE016
：
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE017
计算总压偏差
Figure 497221DEST_PATH_IMAGE016
的绝对值
Figure 149919DEST_PATH_IMAGE018
，判断
Figure 519721DEST_PATH_IMAGE018
是否小于总压控制精度
Figure 941475DEST_PATH_IMAGE005
，如果小于则为真，即
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE019
，总压稳定；
计算引射器集气室压力
Figure 128743DEST_PATH_IMAGE020
与引射压力目标
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE021
的引射压力偏差
Figure 268737DEST_PATH_IMAGE022
：
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE023
首次计算时，引射压力目标
Figure 848754DEST_PATH_IMAGE021
取初始引射压力目标
Figure 125014DEST_PATH_IMAGE002
，计算引射压力偏差
Figure 358550DEST_PATH_IMAGE022
的绝对值
Figure 720261DEST_PATH_IMAGE024
，判断
Figure 166286DEST_PATH_IMAGE024
是否小于引射压力控制精度
Figure 185801DEST_PATH_IMAGE006
，如果小于则为真，即
Figure 100002_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，否则转入步骤S320~步骤S360，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 855817DEST_PATH_IMAGE001
、当前的稳定段总压
Figure 704824DEST_PATH_IMAGE009
，包括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 954540DEST_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 80759DEST_PATH_IMAGE026
和测量得到的当前调压阀开度
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE027
，更新调压阀开度指令
Figure 921676DEST_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 257979DEST_PATH_IMAGE012
，以及当前引射压力目标
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE029
，令
Figure 701599DEST_PATH_IMAGE030
，重复迭代更新引射压力目标
Figure 806958DEST_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 553197DEST_PATH_IMAGE010
和试验舱静压
Figure 845638DEST_PATH_IMAGE011
，并计算当前的静压偏差
Figure 968315DEST_PATH_IMAGE012
：
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE031
步骤S342：确定引射压力目标补偿量；
根据静压偏差
Figure 69126DEST_PATH_IMAGE012
，计算引射压力目标补偿量
Figure 986267DEST_PATH_IMAGE032
：
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE033
函数
Figure 297162DEST_PATH_IMAGE034
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 100002_DEST_PATH_IMAGE035
表示符号函数，为：
Figure 849629DEST_PATH_IMAGE036
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 664001DEST_PATH_IMAGE029
和引射压力目标补偿量
Figure 752043DEST_PATH_IMAGE032
，重复迭代计算修正后的引射压力目标
Figure 284655DEST_PATH_IMAGE021
为：
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE037
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 624501DEST_PATH_IMAGE021
和当前风洞的引射器集气室压力
Figure 558959DEST_PATH_IMAGE020
，以及包括当前气源压力、大气压的控制器补偿量，确定引射调压阀开度目标
Figure 817902DEST_PATH_IMAGE038
；
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 572231DEST_PATH_IMAGE038
和测量得到的当前的引射调压阀开度
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE039
，确定引射调压阀开度指令
Figure 230614DEST_PATH_IMAGE040
，控制引射调压阀开度
Figure 754000DEST_PATH_IMAGE039
；
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 183844DEST_PATH_IMAGE010
和试验舱静压
Figure 691049DEST_PATH_IMAGE011
匹配，即
Figure 372697DEST_PATH_IMAGE015
；稳定段总压
Figure 16168DEST_PATH_IMAGE009
与总压目标
Figure 616913DEST_PATH_IMAGE001
的总压偏差稳定在总压控制精度
Figure 345835DEST_PATH_IMAGE005
内，即
Figure 955808DEST_PATH_IMAGE019
；以及引射器集气室压力
Figure 354252DEST_PATH_IMAGE020
与引射压力目标
Figure 125899DEST_PATH_IMAGE021
偏差稳定在引射压力控制精度
Figure 342117DEST_PATH_IMAGE006
内，即
Figure 490201DEST_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 108265DEST_PATH_IMAGE038
置为0，待引射调压阀开度
Figure 926179DEST_PATH_IMAGE039
减小至30%，将调压阀开度目标
Figure 364114DEST_PATH_IMAGE026
置为0，待引射调压阀开度
Figure 315889DEST_PATH_IMAGE039
和调压阀开度
Figure 788459DEST_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 167488DEST_PATH_IMAGE001
，初始引射压力目标
Figure 482931DEST_PATH_IMAGE002
，目标马赫数
Figure 707239DEST_PATH_IMAGE003
，静压匹配度目标
Figure 299895DEST_PATH_IMAGE004
，总压控制精度
Figure 849825DEST_PATH_IMAGE005
，引射压力控制精度
Figure 262351DEST_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 431296DEST_PATH_IMAGE001
，初始引射压力目标
Figure 878457DEST_PATH_IMAGE002
，确定调压阀预置开度
Figure 333710DEST_PATH_IMAGE007
，引射调压阀预置开度
Figure 499112DEST_PATH_IMAGE008
；根据目标马赫数
Figure 330801DEST_PATH_IMAGE003
，确定增量式总压PID控制器比例控制参数
Figure DEST_PATH_IMAGE041
、积分控制参数
Figure 258568DEST_PATH_IMAGE042
，增量式引射压力PID控制器比例控制参数
Figure DEST_PATH_IMAGE043
、积分控制参数
Figure 415880DEST_PATH_IMAGE044
，增量式调压阀开度PID控制器比例控制参数
Figure DEST_PATH_IMAGE045
、积分控制参数
Figure 943945DEST_PATH_IMAGE046
，以及增量式引射调压阀开度PID控制器比例控制参数
Figure DEST_PATH_IMAGE047
、积分控制参数
Figure 844905DEST_PATH_IMAGE048
；
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 1079DEST_PATH_IMAGE008
，待风洞引射器集气室压力达到初始引射压力目标
Figure 63713DEST_PATH_IMAGE002
的97%，再将调压阀打开至调压阀预置开度
Figure 62762DEST_PATH_IMAGE007
，待稳定段总压
Figure 236255DEST_PATH_IMAGE009
达到总压目标
Figure 512515DEST_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 480471DEST_PATH_IMAGE010
和试验舱静压
Figure 842182DEST_PATH_IMAGE011
的静压偏差
Figure 694732DEST_PATH_IMAGE012
：
Figure 91078DEST_PATH_IMAGE013
计算静压偏差
Figure 495515DEST_PATH_IMAGE012
的绝对值
Figure 813364DEST_PATH_IMAGE014
，判断
Figure 594238DEST_PATH_IMAGE014
是否小于静压匹配度目标
Figure 468260DEST_PATH_IMAGE004
，如果小于则为真，即
Figure 43597DEST_PATH_IMAGE015
，静压匹配；
计算稳定段总压
Figure 114322DEST_PATH_IMAGE009
与总压目标
Figure 167728DEST_PATH_IMAGE001
的总压偏差
Figure 273087DEST_PATH_IMAGE016
：
Figure 894693DEST_PATH_IMAGE017
计算总压偏差
Figure 718292DEST_PATH_IMAGE016
的绝对值
Figure 575390DEST_PATH_IMAGE018
，判断
Figure 535256DEST_PATH_IMAGE018
是否小于总压控制精度
Figure 452396DEST_PATH_IMAGE005
，如果小于则为真，即
Figure 622346DEST_PATH_IMAGE019
，总压稳定；
计算引射器集气室压力
Figure 283135DEST_PATH_IMAGE020
与引射压力目标
Figure 363086DEST_PATH_IMAGE021
的引射压力偏差
Figure 185549DEST_PATH_IMAGE022
：
Figure 718161DEST_PATH_IMAGE023
首次计算时，引射压力目标
Figure 58007DEST_PATH_IMAGE021
取初始引射压力目标
Figure 992465DEST_PATH_IMAGE002
，计算引射压力偏差
Figure 251408DEST_PATH_IMAGE022
的绝对值
Figure 5737DEST_PATH_IMAGE024
，判断
Figure 273907DEST_PATH_IMAGE024
是否小于引射压力控制精度
Figure 688971DEST_PATH_IMAGE006
，如果小于则为真，即
Figure 118815DEST_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 626020DEST_PATH_IMAGE001
、当前的稳定段总压
Figure 166722DEST_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 810193DEST_PATH_IMAGE026
；
当前的稳定段总压
Figure 551884DEST_PATH_IMAGE009
与总压目标
Figure 280806DEST_PATH_IMAGE001
偏差
Figure DEST_PATH_IMAGE049
为：
Figure 890779DEST_PATH_IMAGE050
根据总压偏差
Figure 388756DEST_PATH_IMAGE049
，由增量式总压PID控制器计算得到调压阀开度目标
Figure 550616DEST_PATH_IMAGE026
为：
Figure DEST_PATH_IMAGE051
其中，
Figure 766834DEST_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 914918DEST_PATH_IMAGE026
和测量得到的当前调压阀开度
Figure 532982DEST_PATH_IMAGE027
，更新调压阀开度指令
Figure 616475DEST_PATH_IMAGE028
，控制调压阀开度；
调压阀开度目标
Figure 54410DEST_PATH_IMAGE026
和调压阀开度
Figure 6185DEST_PATH_IMAGE027
的开度偏差
Figure 478755DEST_PATH_IMAGE052
为：
Figure DEST_PATH_IMAGE053
根据开度偏差
Figure 746532DEST_PATH_IMAGE052
，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 671763DEST_PATH_IMAGE028
为：
Figure 161650DEST_PATH_IMAGE054
再根据调压阀开度指令
Figure 754305DEST_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 38656DEST_PATH_IMAGE012
，以及当前引射压力目标
Figure 592128DEST_PATH_IMAGE029
，令
Figure 620127DEST_PATH_IMAGE030
，重复迭代更新引射压力目标
Figure 67289DEST_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 788120DEST_PATH_IMAGE010
和试验舱静压
Figure 687943DEST_PATH_IMAGE011
，并计算当前的静压偏差
Figure 644267DEST_PATH_IMAGE012
：
Figure 945935DEST_PATH_IMAGE031
步骤S342：确定引射压力目标补偿量；
根据静压偏差
Figure 837668DEST_PATH_IMAGE012
，计算引射压力目标补偿量
Figure 224787DEST_PATH_IMAGE032
：
Figure 860167DEST_PATH_IMAGE033
函数
Figure 16342DEST_PATH_IMAGE034
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 954342DEST_PATH_IMAGE035
表示符号函数，为：
Figure 828757DEST_PATH_IMAGE036
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 2250DEST_PATH_IMAGE029
和引射压力目标补偿量
Figure 278510DEST_PATH_IMAGE032
，重复迭代计算修正后的引射压力目标
Figure 246466DEST_PATH_IMAGE021
为：
Figure 234276DEST_PATH_IMAGE037
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 211459DEST_PATH_IMAGE021
和当前风洞的引射器集气室压力
Figure 342226DEST_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 746663DEST_PATH_IMAGE038
；
当前风洞的引射器集气室压力
Figure 330091DEST_PATH_IMAGE020
与修正后的引射压力目标
Figure 986331DEST_PATH_IMAGE021
的引射压力偏差
Figure DEST_PATH_IMAGE055
为：
Figure 237184DEST_PATH_IMAGE056
根据引射压力偏差
Figure 812522DEST_PATH_IMAGE055
，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 273459DEST_PATH_IMAGE038
为：
Figure DEST_PATH_IMAGE057
其中，
Figure 592445DEST_PATH_IMAGE039
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 697804DEST_PATH_IMAGE038
和测量得到的当前引射调压阀开度
Figure 444044DEST_PATH_IMAGE039
，确定引射调压阀开度指令
Figure 2064DEST_PATH_IMAGE040
，控制引射调压阀开度
Figure 734528DEST_PATH_IMAGE039
；
引射调压阀开度目标
Figure 694393DEST_PATH_IMAGE038
和引射调压阀开度
Figure 877113DEST_PATH_IMAGE039
的引射调压阀开度偏差
Figure 922429DEST_PATH_IMAGE058
为：
Figure DEST_PATH_IMAGE059
根据引射调压阀开度偏差
Figure 206387DEST_PATH_IMAGE058
，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 286338DEST_PATH_IMAGE040
为：
Figure 374380DEST_PATH_IMAGE060
再根据引射调压阀开度指令
Figure 906992DEST_PATH_IMAGE040
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 105893DEST_PATH_IMAGE010
和试验舱静压
Figure 915717DEST_PATH_IMAGE011
匹配，即
Figure 174660DEST_PATH_IMAGE015
；稳定段总压
Figure 194568DEST_PATH_IMAGE009
与总压目标
Figure 197160DEST_PATH_IMAGE001
的总压偏差稳定在总压控制精度
Figure 110758DEST_PATH_IMAGE005
内，即
Figure 540602DEST_PATH_IMAGE019
；以及引射器集气室压力
Figure 47807DEST_PATH_IMAGE020
与引射压力目标
Figure 588510DEST_PATH_IMAGE021
偏差稳定在引射压力控制精度
Figure 497560DEST_PATH_IMAGE006
内，即
Figure 973672DEST_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 968172DEST_PATH_IMAGE038
置为0，待引射调压阀开度
Figure 46987DEST_PATH_IMAGE039
减小至30%，将调压阀开度目标
Figure 810543DEST_PATH_IMAGE026
置为0，待引射调压阀开度
Figure 847770DEST_PATH_IMAGE039
和调压阀开度
Figure 690086DEST_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 DEST_PATH_IMAGE001
，初始引射压力目标
Figure 112251DEST_PATH_IMAGE002
，目标马赫数
Figure DEST_PATH_IMAGE003
，静压匹配度目标
Figure 649542DEST_PATH_IMAGE004
，总压控制精度
Figure DEST_PATH_IMAGE005
，引射压力控制精度
Figure 663766DEST_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 919298DEST_PATH_IMAGE001
，初始引射压力目标
Figure 903434DEST_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 498495DEST_PATH_IMAGE008
；根据目标马赫数
Figure 542674DEST_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 285502DEST_PATH_IMAGE008
，待风洞引射器集气室压力达到初始引射压力目标
Figure 276592DEST_PATH_IMAGE002
的97%，再将调压阀打开至调压阀预置开度
Figure 54055DEST_PATH_IMAGE007
，待稳定段总压
Figure DEST_PATH_IMAGE009
达到总压目标
Figure 941240DEST_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 968102DEST_PATH_IMAGE010
和试验舱静压
Figure DEST_PATH_IMAGE011
的静压偏差
Figure 231724DEST_PATH_IMAGE012
：
Figure DEST_PATH_IMAGE013
计算静压偏差
Figure 535797DEST_PATH_IMAGE012
的绝对值
Figure 921779DEST_PATH_IMAGE014
，判断
Figure 639200DEST_PATH_IMAGE014
是否小于静压匹配度目标
Figure 768830DEST_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 724147DEST_PATH_IMAGE009
与总压目标
Figure 749872DEST_PATH_IMAGE001
的总压偏差
Figure 689009DEST_PATH_IMAGE016
：
Figure DEST_PATH_IMAGE017
计算总压偏差
Figure 294434DEST_PATH_IMAGE016
的绝对值
Figure 432154DEST_PATH_IMAGE018
，判断
Figure 628780DEST_PATH_IMAGE018
是否小于总压控制精度
Figure 55214DEST_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 198750DEST_PATH_IMAGE020
与引射压力目标
Figure DEST_PATH_IMAGE021
的引射压力偏差
Figure 128660DEST_PATH_IMAGE022
：
Figure DEST_PATH_IMAGE023
首次计算时，引射压力目标
Figure 230608DEST_PATH_IMAGE021
取初始引射压力目标
Figure 878758DEST_PATH_IMAGE002
，计算引射压力偏差
Figure 153882DEST_PATH_IMAGE022
的绝对值
Figure 469457DEST_PATH_IMAGE024
，判断
Figure 742306DEST_PATH_IMAGE024
是否小于引射压力控制精度
Figure 205649DEST_PATH_IMAGE006
，如果小于则为真，即
Figure DEST_PATH_IMAGE025
，引射压力匹配；
当且仅当静压匹配、总压稳定和引射压力匹配时，直接跳转至步骤S400，否则转入步骤S320~步骤S360，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 894250DEST_PATH_IMAGE001
、当前的稳定段总压
Figure 329911DEST_PATH_IMAGE009
，包括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；
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 570399DEST_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 396404DEST_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 216592DEST_PATH_IMAGE012
，以及当前引射压力目标
Figure DEST_PATH_IMAGE029
，令
Figure 975601DEST_PATH_IMAGE030
，重复迭代更新引射压力目标
Figure 652570DEST_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 28188DEST_PATH_IMAGE010
和试验舱静压
Figure 120908DEST_PATH_IMAGE011
，并计算当前的静压偏差
Figure 327899DEST_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 582294DEST_PATH_IMAGE012
，计算引射压力目标补偿量
Figure 156191DEST_PATH_IMAGE032
：
Figure DEST_PATH_IMAGE033
函数
Figure 52603DEST_PATH_IMAGE034
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 DEST_PATH_IMAGE035
表示符号函数，为：
Figure 786204DEST_PATH_IMAGE036
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 742658DEST_PATH_IMAGE029
和引射压力目标补偿量
Figure 889606DEST_PATH_IMAGE032
，重复迭代计算修正后的引射压力目标
Figure 589709DEST_PATH_IMAGE021
为：
Figure DEST_PATH_IMAGE037
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 177816DEST_PATH_IMAGE021
和当前风洞的引射器集气室压力
Figure 305172DEST_PATH_IMAGE020
，以及包括当前气源压力、大气压的控制器补偿量，确定引射调压阀开度目标
Figure 939416DEST_PATH_IMAGE038
；
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 177630DEST_PATH_IMAGE038
和测量得到的当前的引射调压阀开度
Figure DEST_PATH_IMAGE039
，确定引射调压阀开度指令
Figure 885823DEST_PATH_IMAGE040
，控制引射调压阀开度
Figure 184080DEST_PATH_IMAGE039
；
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 305620DEST_PATH_IMAGE010
和试验舱静压
Figure 81946DEST_PATH_IMAGE011
匹配，即
Figure 972542DEST_PATH_IMAGE015
；稳定段总压
Figure 707280DEST_PATH_IMAGE009
与总压目标
Figure 988219DEST_PATH_IMAGE001
的总压偏差稳定在总压控制精度
Figure 896132DEST_PATH_IMAGE005
内，即
Figure 578918DEST_PATH_IMAGE019
；以及引射器集气室压力
Figure 281294DEST_PATH_IMAGE020
与引射压力目标
Figure 49530DEST_PATH_IMAGE021
偏差稳定在引射压力控制精度
Figure 433238DEST_PATH_IMAGE006
内，即
Figure 298426DEST_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 109387DEST_PATH_IMAGE038
置为0，待引射调压阀开度
Figure 630498DEST_PATH_IMAGE039
减小至30%，将调压阀开度目标
Figure 614635DEST_PATH_IMAGE026
置为0，待引射调压阀开度
Figure 272012DEST_PATH_IMAGE039
和调压阀开度
Figure 316192DEST_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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