CN114489174B - 基于链式自控策略的汽车环境风洞温度控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了基于链式自控策略的汽车环境风洞温度控制系统，包括：风洞流道内设有换热器、喷口、用于采集换热器温度的第一温度传感器和用于采集喷口出口温度的第二温度传感器；换热器上设有三通阀；与第一温度传感器、第二温度传感器和三通阀连接的控制器，在流道升温模式或流道降温模式，控制器采用第一PID控制算法调节三通阀的开度，使得换热器的温度达到目标温度，在流道稳态模式，采用第二PID控制算法调节三通阀的开度，使得流道的温度保持在目标温度。本发明将风洞的动态升降温和稳态过程有效分开，保持动态快速升降温、低超调的能力和稳态时精准控制的能力，提高了稳定性，且风洞温度控制系统将换热器远离喷口，使风洞具备高均匀性。

Description

基于链式自控策略的汽车环境风洞温度控制系统

技术领域

本发明属于汽车环境风洞温度控制技术领域，具体涉及一种基于链式自控策略的汽车环境风洞温度控制系统。

背景技术

环境风洞主要用于飞行器、汽车及其他交通工具的空调系统和冷却系统的匹配研发，热管理验证等相关试验工作，研究不同环境因素对试验产品性能影响及动力推进系统的系统匹配优化，考核试验产品的环境适应能力。

环境风洞温度控制系统是环境风洞的关键系统，主要用于实现环境风洞内空气温度的控制。衡量风洞温度控制能力的参数主要有稳定性、精度和均匀性三种：

稳定性：传感器实时信号和三通阀控制之间存在时间差(迟滞现象)，并且该温差会根据实际情况变化，导致有限的PID调节参数难以完全应对，从而出现调节发散或严重超调的现象。一般风洞使用要求，温度需要在有限的时间内收敛到规定的范围内。用时越短说明风洞稳定性越好，超调性能越好。

精度：在风洞正常运行，且不受外界波动影响时，温度会在某个小范围内波动，该波动范围的大小是衡量调节精度的重要指标，目前使用的范围一般在±2～±0.2℃之间。该温度范围越小说明风洞的精度越高。

均匀性：风洞中温度沿喷口的分布，通常通过温度传感器矩阵直接测量喷口出口温度，并计算出标准差，一般为0.5℃。标准差越小说明风洞的温度均匀性越好。

目前汽车风洞所采用的温度控制方法主要有以下2种：

如图1所示，国内某大型汽车风洞的换热器放置在4拐下游喷口的上游，温度传感器放置在喷口出口和换热器之间，并认为该传感器显示温度即为喷口出口气流温度。

换热器距离喷口较近，气流途经换热器后会立刻到达喷口，使得均匀性较低，约为0.5℃。

流过换热器的气流又因距离喷口较近，气流从换热器流到温度传感器和喷口的距离很小，使气流不受流道温度和风速的影响，使PID调节温度具备较高的稳定性，可在3min内使温度达到目标范围。

由于温度传感器距离喷口较近，因此该温度传感器的示数与喷口几乎一致，使温度有较高的精度，使温度达到±0.2～±0.3℃。

如图2所示，国内某大型汽车风洞的换热器放置在风机下游和3拐上游，温度传感器放置在换热器下游和3拐之间，并认为该传感器显示温度即为喷口出口气流温度。

换热器距离喷口较远，气流途经换热器后会经过3拐、4拐和稳定段，因此使气流中的温度混合更好，均匀性更高，约为0.3℃。

因换热器和传感器距离较近，气流从换热器流到温度传感器的距离几乎可以忽略，使PID调节温度具备较高的稳定性，可在3min内使温度达到目标范围。

因温度传感器距离喷口较远，该传感器的温度示数与喷口出口并不相同，使温度控制的精度较低，为±0.5～1℃。

根据对以上设计方法的分析，优良的稳定性需要换热器距离喷口较近，优良的均匀性反而需要换热器距离喷口较远，优良的精度则需要温度传感器距离喷口换热器和喷口都很近。

从系统设计和控制原理上考虑，风洞的稳定性、精度和均匀性是相互矛盾的。因为存在气流与流道换热导致气流温度偏移，以及不同风速导致温度调节迟滞时间不同两大难题。

随着对设计指标的增加，尤其是未来军用等特殊车辆对试验要求的苛刻，需要改进新的设计理念和方法，调和矛盾，在一座风洞中同时保证温度调节的稳定性、精度和均匀性。使得均匀性达到0.03℃，稳定性为可在2min内使温度达到目标范围，精度为±0.05℃量级。

针对风洞本身设计方法的限制和风洞指标的提升需求，本发明提出了新的设计理论方法并配合一套链式控制理论，使风洞的均匀性、稳定性和精度有明显改善。

发明内容

本发明的目的是提出一种提高风洞的均匀性、稳定性和精度的基于链式自控策略的汽车环境风洞温度控制系统。

本发明提供一种基于链式自控策略的汽车环境风洞温度控制系统，包括：风洞流道，所述风洞流道呈环形设置，且所述风洞流道包括依次连接的第一段、第一拐角段、第二段、第二拐角段、第三段、第三拐角段、第四段、第四拐角段和第五段，所述第五段的开口为喷口，所述第一段的开口为收集口，第一段和第五段之间由驻室连接；所述第三段上靠近第二拐角段的位置设有风机，所述第三段上靠近第三拐角段的位置设有换热器，所述换热器与第三拐角段之间靠近第三拐角段的位置设有第一温度传感器，所述第一温度传感器用于采集换热器的温度，所述第五段上靠近第四拐角段的位置第二温度传感器，所述第二温度传感器用于采集喷口出口的温度；所述换热器与冷源提供设备和热源提供设备之间设有三通阀；控制器，所述控制器分别与所述第一温度传感器、第二温度传感器和三通阀连接，在流道升温模式或流道降温模式，所述控制器采用第一PID控制算法调节所述三通阀的开度，使得所述换热器的温度达到目标温度，在流道稳态模式，采用第二PID控制算法调节所述三通阀的开度，使得所述流道的温度保持在目标温度。

可选的，所述三通阀包括第一三通阀和第二三通阀，采用第一PID控制算法调节所述三通阀的开度，使得所述换热器的温度达到目标温度包括：步骤1：获取当前采样周期内换热器的平均温度和喷口出口的平均温度；步骤2：根据所述换热器的平均温度和喷口出口在采样周期内的平均温度，获取换热器温度与喷口出口温度的温度差；步骤3：根据所述温度差，获得修正后的换热器温度；步骤4：基于修正后的换热器温度和所述第一三通阀和第二三通阀的当前开度，采用第一PID控制算法计算所述第一三通阀的修改开度；步骤5：根据所述第一三通阀的修改开度，改变所述第一三通阀的开度；步骤6：判断所述修正后的换热器温度是否等于换热器目标温度；步骤7：若所述修正后的换热器温度不等于换热器目标温度，将下一采样周期作为当前采样周内，重复执行步骤2-步骤6；若所述修正后的换热器温度等于目标温度，保持所述第一三通阀开度不变。

可选的，采用下述公式计算修正后的换热器温度：

T_1，i+1＝ΔT_i+T_1，i

其中，T_1，i+1为修正后的换热器温度，ΔT_i为当前采样周期内换热器温度与喷口出口温度的温度差，ΔT_1，i为当前采样周期内换热器温度。

可选的，采用下述公式计算当前采样周期内换热器温度与喷口出口温度的温度差：

其中，ΔT_i为当前采样周期内换热器温度与喷口出口温度的温度差，

为当前采样周期内喷口出口的平均温度，

T₂为喷口出口的实时温度，

为当前采样周期内换热器的平均温度，

T₁为换热器的实时温度。

可选的，将风洞运行划分为流道升温模式、流道降温模式和流道稳态模式，在流道升温模式或流道降温模式，所述换热器的温度达到目标温度后，进入流道稳态模式。

可选的，采用第二PID控制算法调节所述三通阀的开度，使得所述流道的温度保持在目标温度：步骤1：设置第二三通阀的开度的初始值；步骤2：按第二三通阀的开度的初始值打开所述第二三通阀，所述第一三通阀的开度为流道升温模式或流道降温模式下换热器的温度达到目标温度后的开度；步骤3：采用第二PID控制算法获得调整后的第一三通阀的开度；步骤4：按所述调整后的第一三通阀的开度打开所述第一三通阀并保持，在满足温度精度要求的条件下，采用第二PID控制算法获得调整后第二三通阀的开度；步骤5：若调整后的第二三通阀的开度等于0或100％，则返回步骤2，重新调整所述第一三通阀的开度；若调整后的第二三通阀的开度不等于0或100％，按所述调整后的第二三通阀的开度开通所述第二三通阀，并返回步骤3，重新调整所述第二三通阀的开度，直到所述流道温度达到目标温度。

可选的，满足温度精度要求的条件为：T＝T_target±0.2℃且

其中，T为流道温度，为换热器温度或喷口出口温度，T_target为目标温度。

本发明的有益效果在于：本发明的基于链式自控策略的汽车环境风洞温度控制系统通过两个温度传感器获得热交换和喷口出口的温度，测量气流与流道热交换带来的温度偏移量，避免了气流与流道热交换带来的温度偏移量变化带来的喷口出口气流温度偏差和低精度问题，提高了温度测量精度，将风洞的动态升降温和稳态过程有效分开，使得风洞温度控制系统能保持动态快速升降温、低超调的能力，又能保持稳态时精准控制的能力，提高了稳定性，且风洞温度控制系统将换热器远离喷口，使风洞具备高均匀性。

本发明具有其它的特性和优点，这些特性和优点从并入本文中的附图和随后的具体实施例中将是显而易见的，或者将在并入本文中的附图和随后的具体实施例中进行详细陈述，这些附图和具体实施例共同用于解释本发明的特定原理。

附图说明

通过结合附图对本发明示例性实施方式进行更详细的描述，本发明的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，其中，在本发明示例性实施方式中，相同的参考标号通常代表相同部件。

图1示出了现有技术的汽车环境风洞温度控制系统的结构框图。

图2示出了现有技术的汽车环境风洞温度控制系统的又一结构框图。

图3示出了根据本发明的一个实施例的一种基于链式自控策略的汽车环境风洞温度控制系统的结构框图。

图4根据本发明的一个实施例的一种基于链式自控策略的汽车环境风洞温度控制系统的流道升温模式或流道降温模式的控制流程图。

图5示出了根据本发明的一个实施例的一种基于链式自控策略的汽车环境风洞温度控制系统的流道稳态模式的控制流程图。

图6示出了根据本发明的一个实施例的一种基于链式自控策略的汽车环境风洞温度控制系统的三通阀示意图。

附图标记说明

101、第一段；102、第一拐角段；103、第二段；104、第二拐角段；105、第三段；106、第三拐角段；107、第四段；108、第四拐角段；109、第五段；110、风机；111、换热器；112、第一温度传感器；113、第一温度传感器；122、控制器；124、第一三通阀；126、第二三通阀。

具体实施方式

下面将更详细地描述本发明的优选实施方式。虽然以下描述了本发明的优选实施方式，然而应该理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施方式所限制。

本发明提供一种基于链式自控策略的汽车环境风洞温度控制系统，包括：风洞流道，风洞流道呈环形设置，且风洞流道包括依次连接的第一段、第一拐角段、第二段、第二拐角段、第三段、第三拐角段、第四段、第四拐角段和第五段，第五段的开口为喷口，第一段的开口为收集口，第一段和第五段之间由驻室连接；第三段上靠近第二拐角段的位置设有风机，第三段上靠近第三拐角段的位置设有换热器，换热器与第三拐角段之间靠近第三拐角段的位置设有第一温度传感器，第一温度传感器用于采集换热器的温度，第五段上靠近第四拐角段的位置第二温度传感器，第二温度传感器用于采集喷口出口的温度；换热器与冷源提供设备和热源提供设备之间设有三通阀；控制器，控制器分别与第一温度传感器、第二温度传感器和三通阀连接，在流道升温模式或流道降温模式，控制器采用第一PID控制算法调节三通阀的开度，使得换热器的温度达到目标温度，在流道稳态模式，采用第二PID控制算法调节三通阀的开度，使得流道的温度保持在目标温度。

具体的，第一段的一端为收集口，第一段的另一端与第一拐角段连接，第一拐角段与第二拐角段之间是第二段，第二段为第一过渡段，第二拐角段与第三拐角段之间是第三段，第三段上设有风机和换热器，风机靠近第二拐角段，换热器靠近第三拐角段，风机和第二拐角段之间是风机过渡段，风机和换热器之间是扩散段，第三拐角段与第四拐角段之间是第四段，第四段为第二过渡段，第五段为收缩段，第五段的一端与第四拐角段连接，第五段的另一端为喷口。

设置两个温度传感器。第一个温度传感器放置在换热器临近位置的下游，第三拐角段的上游，距离换热器约1m位置，该传感器称为目标传感器，示数为T₁。第二个温度传感器放置在喷口上游的稳定段(第五段)中，该传感器称为喷口传感器，示数为T₂。

控制三通阀的目标传感器为换热器处的第一温度传感器，而喷口出口气流温度则通过喷口上游的第二温度传感器得知。

由于换热器距离喷口较远，气流途经换热器后会经过第三拐角段、第四拐角段和稳定段(第五段)，因此使气流中的温度混合更好，均匀性更高。

由于喷口临近上游有第二温度传感器，第二温度传感器的示数与喷口出口气流几乎一致，使喷口出口气流的温度有较高的精度。

由于控制三通阀的目标传感器放置在换热器临近位置的下游，因此当换热器温度改变时，气流温度会立刻发生相应变化，迟滞时间几乎不会因气流速度发生变化，从而使PID控制有一个稳定的运行环境，提高了温度控制的稳定性。

整个风洞的温度控制模式被分为3个相互独立的模式：升温模式，降温模式和稳定模式。

其中升温和降温模式视为动态过程，通过第一PID控制调整三通阀的开度，换热器会通过三通阀的调节将更多的热量和冷量输入给风洞气流中，使气流从一个温度点达到目标温度。稳定模式为稳态过程，通过第二PID控制，换热器会通过三通阀的调节，使气流在某个目标温度范围内维持稳定。

根据示例性的实施方式，基于链式自控策略的汽车环境风洞温度控制系统通过两个温度传感器获得热交换和喷口出口的温度，测量气流与流道热交换带来的温度偏移量，避免了气流与流道热交换带来的温度偏移量变化带来的喷口出口气流温度偏差和低精度问题，提高了温度测量精度，将风洞的动态升降温和稳态过程有效分开，使得风洞温度控制系统能保持动态快速升降温、低超调的能力，又能保持稳态时精准控制的能力，提高了稳定性，且风洞温度控制系统将换热器远离喷口，使风洞具备高均匀性。

风洞温度控制系统经实测均匀性达到0.03℃量级。同时利用新的控制方法，使控制精度和稳定性大幅度提高，可在2min内达到±0.2℃量级，在10min内达到±0.05℃量级。

作为可选方案，三通阀包括第一三通阀和第二三通阀，采用第一PID控制算法调节三通阀的开度，使得换热器的温度达到目标温度包括：步骤1：获取当前采样周期内换热器的平均温度和喷口出口的平均温度；步骤2：根据换热器的平均温度和喷口出口在采样周期内的平均温度，获取换热器温度与喷口出口温度的温度差；步骤3：根据温度差，获得修正后的换热器温度；步骤4：基于修正后的换热器温度和第一三通阀和第二三通阀的当前开度，采用第一PID控制算法计算第一三通阀的修改开度；步骤5：根据第一三通阀的修改开度，改变第一三通阀的开度；步骤6：判断修正后的换热器温度是否等于换热器目标温度；步骤7：若修正后的换热器温度不等于换热器目标温度，将下一采样周期作为当前采样周内，重复执行步骤2-步骤6；若修正后的换热器温度等于目标温度，保持第一三通阀开度不变。

具体的，换热器第一三通阀直接根据目标传感器测得的温度T₁进行温度调节，迟滞时间短，响应快。然而，目标传感器和喷口出口气流温度有一个温差ΔT_i，下标i表示“第i次数据采集”，为了避免局部波动或坏点的影响，该温差取前5s的平均温差，即

其中

此时只需要控制第一三通阀使目标传感器达到T_1，i+1＝ΔT_i+T_1，i，即可通过逐步循环采集和修正T_1，i，使喷口出口气流温度达到T₂＝T_target。

升/降温模式：PID调节，当检测到目标温度传感器达到目标时，即T₁＝T_target,虽然受流道换热影响，此时喷口传感器虽然还未达到目标温度，即T₂≠T_target，但是已经接近，利用换热器的加热/制冷惯性，可以很快达到目标温度，并且可以有效的减小超调情况。

通过两个温度传感器对气流与流道热交换带来的温度偏移量实时采集，利用得到的实时平均温差将自控目标传感器和喷口出口温度单一对应起来，避免了偏移量变化带来的喷口出口气流温度偏差和低精度问题。

作为可选方案，采用下述公式计算修正后的换热器温度：

T_1，i+1＝ΔT_i+T_1，i

其中，T_1，i+1为修正后的换热器温度，ΔT_i为当前采样周期内换热器温度与喷口出口温度的温度差，ΔT_1，i为当前采样周期内换热器温度。

作为可选方案，采用下述公式计算当前采样周期内换热器温度与喷口出口温度的温度差：

其中，ΔT_i为当前采样周期内换热器温度与喷口出口温度的温度差，

为当前采样周期内喷口出口的平均温度，

T₂为喷口出口的实时温度，

为当前采样周期内换热器的平均温度，

T₁为换热器的实时温度。

作为可选方案，将风洞运行划分为流道升温模式、流道降温模式和流道稳态模式，在流道升温模式或流道降温模式，换热器的温度达到目标温度后，进入流道稳态模式。

作为可选方案，采用第二PID控制算法调节三通阀的开度，使得流道的温度保持在目标温度：步骤1：设置第二三通阀的开度的初始值；步骤2：按第二三通阀的开度的初始值打开第二三通阀，第一三通阀的开度为流道升温模式或流道降温模式下换热器的温度达到目标温度后的开度；步骤3：采用第二PID控制算法获得调整后的第一三通阀的开度；步骤4：按调整后的第一三通阀的开度打开第一三通阀并保持，在满足温度精度要求的条件下，采用第二PID控制算法获得调整后第二三通阀的开度；步骤5：若调整后的第二三通阀的开度等于0或100％，则返回步骤2，重新调整第一三通阀的开度；若调整后的第二三通阀的开度不等于0或100％，按调整后的第二三通阀的开度开通第二三通阀，并返回步骤3，重新调整第二三通阀的开度，直到流道温度达到目标温度。

具体的，在升降温模式或降温模式结束后，系统自动进入稳定模式，第二三通阀自动给定开度K_x＝50％，第一三通阀的开度为流道升温模式或流道降温模式下换热器的温度达到目标温度后的开度，此时利用第二PID调节第一三通阀，找出在目标温度附近的第一三通阀开度K_d；保持第一三通阀热平衡开度K_d＝K_i-1，微调第二三通阀使得温度稳定在更小的温度波动范围内；如果温度超出第二三通阀调节能力，第二三通阀会自动回归50％，再次调节第一三通阀。通过截住第二三通阀高分辨率的特性，可以使温度控制的精度比第一三通阀提高约一个量级。

作为可选方案，满足温度精度要求的条件为：T＝T_target±0.2℃且

其中，T为流道温度，为换热器温度或喷口出口温度，T_target为目标温度。

实施例一

图3示出了根据本发明的一个实施例的一种基于链式自控策略的汽车环境风洞温度控制系统的结构框图。图4根据本发明的一个实施例的一种基于链式自控策略的汽车环境风洞温度控制系统的流道升温模式或流道降温模式的控制流程图。图5示出了根据本发明的一个实施例的一种基于链式自控策略的汽车环境风洞温度控制系统的流道稳态模式的控制流程图。图6示出了根据本发明的一个实施例的一种基于链式自控策略的汽车环境风洞温度控制系统的三通阀安装图。

结合图3、图4、图5和图6所示，该基于链式自控策略的汽车环境风洞温度控制系统，包括：风洞流道，风洞流道呈环形设置，且风洞流道包括依次连接的第一段101、第一拐角段102、第二段103、第二拐角段104、第三段105、第三拐角段106、第四段107、第四拐角段108和第五段109，第五段的开口为喷口，第一段的开口为收集口，第一段101和第五段109之间由驻室连接；第三段105上靠近第二拐角段104的位置设有风机110，第三段105上靠近第三拐角段106的位置设有换热器111，换热器111与第三拐角段106之间靠近第三拐角段106的位置设有第一温度传感器112，第一温度传感器112用于采集换热器111的温度，第五段109上靠近第四拐角段108的位置第二温度传感器113，第二温度传感器113用于采集喷口出口的温度；换热器111与冷源提供设备和热源提供设备之间设有三通阀；控制器122，控制器122分别与第一温度传感器112、第二温度传感器113和三通阀连接，在流道升温模式或流道降温模式，控制器122采用第一PID控制算法调节三通阀的开度，使得换热器111的温度达到目标温度，在流道稳态模式，采用第二PID控制算法调节三通阀的开度，使得流道的温度保持在目标温度。

其中，三通阀包括第一三通阀124和第二三通阀126，采用第一PID控制算法调节三通阀的开度，使得换热器的温度达到目标温度包括：步骤1：获取当前采样周期内换热器的平均温度和喷口出口在采样周期内的平均温度；步骤2：根据换热器的平均温度和喷口出口的平均温度，获取换热器温度与喷口出口温度的温度差；步骤3：根据温度差，获得修正后的换热器温度；步骤4：基于修正后的换热器温度和第一三通阀124和第二三通阀126的当前开度，采用第一PID控制算法计算第一三通阀124的修改开度；步骤5：根据第一三通阀124的修改开度，改变第一三通阀124的开度；步骤6：判断修正后的换热器温度是否等于换热器目标温度；步骤7：若修正后的换热器温度不等于换热器目标温度，将下一采样周期作为当前采样周内，重复执行步骤2-步骤6；若修正后的换热器温度等于目标温度，保持第一三通阀124开度不变。

其中，采用下述公式计算修正后的换热器温度：

T_1，i+1＝ΔT_i+T_1，i

其中，T_1，i+1为修正后的换热器温度，ΔT_i为当前采样周期内换热器温度与喷口出口温度的温度差，T_1，i为当前采样周期内换热器温度。

其中，采用下述公式计算当前采样周期内换热器温度与喷口出口温度的温度差：

其中，ΔT_i为当前采样周期内换热器温度与喷口出口温度的温度差，

为当前采样周期内喷口出口的平均温度，

T₂为喷口出口的实时温度，

为当前采样周期内换热器的平均温度，

T₁为换热器的实时温度。

其中，将风洞运行划分为流道升温模式、流道降温模式和流道稳态模式，在流道升温模式或流道降温模式，换热器的温度达到目标温度后，进入流道稳态模式。

其中，采用第二PID控制算法调节三通阀的开度，使得流道的温度保持在目标温度：步骤1：设置第二三通阀126的开度的初始值；步骤2：按第二三通阀126的开度的初始值打开第二三通阀126，第一三通阀124的开度为流道升温模式或流道降温模式下换热器的温度达到目标温度后的开度；步骤3：采用第二PID控制算法获得调整后的第一三通阀124的开度；步骤4：按调整后的第一三通阀124的开度打开第一三通阀124并保持，在满足温度精度要求的条件下，采用第二PID控制算法获得调整后第二三通阀126的开度；步骤5：若调整后的第二三通阀126的开度等于0或100％，则返回步骤2，重新调整第一三通阀124的开度；若调整后的第二三通阀126的开度不等于0或100％，按调整后的第二三通阀126的开度开通第二三通阀126，并返回步骤3，重新调整第二三通阀126的开度，直到流道温度达到目标温度。

其中，满足温度精度要求的条件为：T＝T_target±0.2℃且

其中，T为流道温度，为换热器温度或喷口出口温度，T_target为目标温度。

以上已经描述了本发明的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。

Claims (5)

1.一种基于链式自控策略的汽车环境风洞温度控制系统，其特征在于，包括：

风洞流道，所述风洞流道呈环形设置，且所述风洞流道包括依次连接的第一段、第一拐角段、第二段、第二拐角段、第三段、第三拐角段、第四段、第四拐角段和第五段，所述第五段的开口为喷口，所述第一段的开口为收集口，第一段和第五段之间由驻室连接；

所述第三段上靠近第二拐角段的位置设有风机，所述第三段上靠近第三拐角段的位置设有换热器，所述换热器与第三拐角段之间靠近第三拐角段的位置设有第一温度传感器，所述第一温度传感器用于采集换热器的温度，所述第五段上靠近第四拐角段的位置第二温度传感器，所述第二温度传感器用于采集喷口出口的温度；

所述换热器与冷源提供设备和热源提供设备之间设有三通阀；

控制器，所述控制器分别与所述第一温度传感器、第二温度传感器和三通阀连接，在流道升温模式或流道降温模式，所述控制器采用第一PID控制算法调节所述三通阀的开度，使得所述换热器的温度达到目标温度，在流道稳态模式，采用第二PID控制算法调节所述三通阀的开度，使得所述流道的温度保持在目标温度；

所述三通阀包括第一三通阀和第二三通阀，采用第一PID控制算法调节所述三通阀的开度，使得所述换热器的温度达到目标温度包括：

步骤1：获取当前采样周期内换热器的平均温度和喷口出口的平均温度；

步骤2：根据所述换热器的平均温度和喷口出口在采样周期内的平均温度，获取换热器温度与喷口出口温度的温度差；

步骤3：根据所述温度差，获得修正后的换热器温度；

步骤4：基于修正后的换热器温度和所述第一三通阀和第二三通阀的当前开度，采用第一PID控制算法计算所述第一三通阀的修改开度；

步骤5：根据所述第一三通阀的修改开度，改变所述第一三通阀的开度；

步骤6：判断所述修正后的换热器温度是否等于换热器目标温度；

步骤7：若所述修正后的换热器温度不等于换热器目标温度，将下一采样周期作为当前采样周内，重复执行步骤2-步骤6；

若所述修正后的换热器温度等于目标温度，保持所述第一三通阀开度不变；

采用第二PID控制算法调节所述三通阀的开度，使得所述流道的温度保持在目标温度包括：

步骤1：设置第二三通阀的开度的初始值；

步骤2：按第二三通阀的开度的初始值打开所述第二三通阀，所述第一三通阀的开度为流道升温模式或流道降温模式下换热器的温度达到目标温度后的开度；

步骤3：采用第二PID控制算法获得调整后的第一三通阀的开度；

步骤4：按所述调整后的第一三通阀的开度打开所述第一三通阀并保持，在满足温度精度要求的条件下，采用第二PID控制算法获得调整后第二三通阀的开度；

步骤5：若调整后的第二三通阀的开度等于0或100％，则返回步骤2，重新调整所述第一三通阀的开度；若调整后的第二三通阀的开度不等于0或100％，按所述调整后的第二三通阀的开度开通所述第二三通阀，并返回步骤3，重新调整所述第二三通阀的开度，直到所述流道温度达到目标温度。

2.根据权利要求1所述的基于链式自控策略的汽车环境风洞温度控制系统，其特征在于，采用下述公式计算修正后的换热器温度：

T_1，i+1＝ΔT_i+T_1，i

其中，T_1，i+1为修正后的换热器温度，ΔT_i为当前采样周期内换热器温度与喷口出口温度的温度差，T_1，i为当前采样周期内换热器温度。

3.根据权利要求2所述的基于链式自控策略的汽车环境风洞温度控制系统，其特征在于，采用下述公式计算当前采样周期内换热器温度与喷口出口温度的温度差：

其中，ΔT_i为当前采样周期内换热器温度与喷口出口温度的温度差，

为当前采样周期内喷口出口的平均温度，

T₂为喷口出口的实时温度，

为当前采样周期内换热器的平均温度，

T₁为换热器的实时温度。

4.根据权利要求1所述的基于链式自控策略的汽车环境风洞温度控制系统，其特征在于，将风洞运行划分为流道升温模式、流道降温模式和流道稳态模式，在流道升温模式或流道降温模式，所述换热器的温度达到目标温度后，进入流道稳态模式。

5.根据权利要求1所述的基于链式自控策略的汽车环境风洞温度控制系统，其特征在于，满足温度精度要求的条件为：T＝T_target±0.2℃且

其中，T为流道温度，为换热器温度或喷口出口温度，T_target为目标温度。

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