CN114513867A - 用于飞行器模拟试验的加热控制系统及加热控制方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种用于飞行器模拟试验的加热控制系统以及加热控制方法，该系统包括：石墨电阻加热器用于加热飞行器模拟试验所需的氮气；核心控制器，与加热器供电电源控制器以及循环冷却水控制器连接，核心控制器用于向循环冷却水控制器发送冷却水控制指令，以及向加热器供电电源控制器发送加热控制指令；加热器供电电源控制器，与调功柜控制器连接，加热器供电电源控制器用于基于加热器控制指令，向调功柜控制器发送调功柜控制指令；调功柜控制器，与石墨电阻加热器连接，调功柜控制器用于基于调功柜控制指令，控制对石墨电阻加热器输出的功率；循环冷却水控制器，用于基于冷却水控制指令，控制循环冷却水的温度。

Description

用于飞行器模拟试验的加热控制系统及加热控制方法

技术领域

本申请涉及高超声速风洞加热器领域，尤其是涉及到一种用于飞行器模拟试验的加热控制系统及控制方法。

背景技术

为了模拟高真空度及高超声速飞行器的真实状态，在地面模拟试验中需要对来流气体进行加热。目前用于常规高超声速风洞的加热器为蓄热式加热器，蓄热式加热器内部具有蓄热材料，蓄热式加热器使用蓄热材料进行预热，将加热元件产生的热量储存在蓄热材料中。在使用过程中，由蓄热材料将热量以热传递的方式传递给来流气体，并且在加热器出口获得高温气流。蓄热式加热器需要大量准备时间对蓄热材料加热后才可使用，且蓄热温度会因气体冲入而快速降低，从而导致加热器出口温度降低，因此蓄热式加热器不适用于试验时间长或连续性高的试验。

发明内容

有鉴于此，本申请提供了一种用于飞行器模拟试验的加热控制系统及控制方法，有助于加热器在气体压力变化且长时间进行试验的情况下保持出口温度恒定。

根据本申请的一个方面，提供了一种用于飞行器模拟试验的加热控制系统，所述系统包括：

核心控制器、石墨电阻加热器、加热器供电电源控制器、调功柜控制器以及循环冷却水控制器，所述石墨电阻加热器用于加热飞行器模拟试验所需的氮气；

所述核心控制器，与所述加热器供电电源控制器以及所述循环冷却水控制器连接，所述核心控制器用于向所述循环冷却水控制器发送冷却水控制指令，以及向所述加热器供电电源控制器发送加热控制指令；

所述加热器供电电源控制器，与所述调功柜控制器连接，所述加热器供电电源控制器用于基于所述加热器控制指令，向所述调功柜控制器发送调功柜控制指令；

所述调功柜控制器，与所述石墨电阻加热器连接，所述调功柜控制器用于基于所述调功柜控制指令，控制对所述石墨电阻加热器输出的功率；

所述循环冷却水控制器，用于基于所述冷却水控制指令，控制循环冷却水的温度，其中，所述循环冷却水用于调节所述石墨电阻加热器的表面温度。

可选地，所述系统还包括：

控制操作端，与所述核心控制器连接，所述控制操作端用于提供温度值输入界面，以及将在所述温度值输入界面上输入的温度值发送至所述核心控制器中；

所述核心控制器，还用于依据所述温度值，生成所述加热控制指令。

可选地，所述核心控制器、所述加热器供电电源控制器、所述调功柜控制器、所述循环冷却水控制器以及所述控制操作端均包含通讯模块，并且所述核心控制器、所述加热器供电电源控制器、所述调功柜控制器、所述循环冷却水控制器以及所述控制操作端之间基于各自的通讯模块实现通讯。

可选地，所述调功柜控制器通过可控硅调功柜与所述石墨电阻加热器连接，所述调功柜控制器用于控制所述可控硅调功柜向所述石墨电阻加热器输出的功率，以及接收所述可控硅调功柜输出端的电流电压信号，并将所述电流电压信号反馈至所述核心控制器中。

可选地，所述循环冷却水控制器基于所述冷却水控制指令通过对冷却水循环系统阀门、循环水泵和制冷压缩机进行控制实现对所述循环冷却水的温度控制；所述循环冷却水控制器还用于读取冷却水循环系统的冷却水温度信号，并将所述冷却水温度信号反馈至所述核心控制器中。

可选地，所述核心控制器还用于基于所述电流电压信号、所述冷却水温度信号以及所述石墨电阻加热器的出口温度，向所述加热器供电电源控制器发送温度调节指令，以及向所述循环冷却水控制器发送冷却水调节指令。

可选地，所述系统还包括：

依次相连的高压开关柜合闸接触器、电力变压器和低压开关柜合闸接触器，其中，所述高压开关柜合闸接触器与所述加热器供电电源控制器连接，所述低压开关柜合闸接触器与所述调功柜控制器连接，所述加热器供电电源控制器还用于通过控制所述高压开关柜合闸接触器、所述电力变压器和所述低压开关柜合闸接触器，将外部输入高压电转换为低压电后，向所述可控硅调功柜输出，以及监控所述高压开关柜合闸接触器、所述低压开关柜合闸接触器和所述电力变压器各自的运行状态信号，并将所述运行状态信号反馈至所述核心控制器中。

依据本申请又一个方面，提供了一种用于飞行器模拟试验的加热控制方法，所述方法包括：

所述核心控制器接收预加热信号，向所述加热器供电电源控制器发送加热控制指令；

所述加热器供电电源控制器基于所述加热控制指令，确定所述加热控制指令对应的预加热温度，并基于所述预加热温度向所述调功柜控制器发送调功柜控制指令，以使所述调功柜控制器用于基于所述调功柜控制指令，控制对所述石墨电阻加热器输出的功率，将所述石墨电阻加热器调节至所述预加热温度；

飞行器模拟试验开始后，通入氮气，以通过所述石墨电阻加热器对所述氮气加热；

所述核心控制器监控所述石墨电阻加热器的出口温度，并基于所述出口温度以及预设试验温度，对所述石墨电阻加热器进行闭环控制，以使所述出口温度与所述预设试验温度匹配；

所述核心控制器监控所述氮气的实时压力，并在所述氮气的压力变化时根据预设预调节曲线，确定所述氮气的实时压力对应的预调节功率，依据所述预调节功率控制向所述石墨电阻加热器的输出功率，以对所述石墨电阻加热器的输出功率进行预调节。

可选地，所述核心控制器接收所述预加热信号之前，所述方法还包括：

所述核心控制器接收冷却水调节指令，通过控制所述循环冷却水控制器，对冷却水循环系统阀门、循环水泵和制冷压缩机进行控制，将所述循环冷却水的温度控制在预设范围内。

可选地，所述核心控制器基于所述出口温度以及预设试验温度，对所述石墨电阻加热器进行闭环控制，以使所述出口温度与所述预设试验温度匹配，包括：

所述核心控制器将所述石墨电阻加热器的出口温度与所述预设试验温度进行比较，根据比较结果向所述加热器供电电源控制器发送温度调节指令；

所述加热器供电电源控制器根据所述温度调节指令，确定所述温度调节指令对应的所述预设试验温度，并基于所述预设试验温度向所述调功柜控制器发送调功柜控制指令，以使所述调功柜控制器用于基于所述调功柜控制指令，控制对所述石墨电阻加热器输出的功率，将所述石墨电阻加热器的出口温度调节至所述预设试验温度。

可选地，所述方法还包括：

所述加热器供电电源控制器基于所述加热控制指令，控制所述供电电源回路选择高压开关柜合闸接触器，通过电力变压器对所述高压开关柜合闸接触器的输出高电压变压为低压电，在所述电力变压器输出稳定后在低压开关柜合闸接触器中选择回路合闸，使低压电向所述可控硅调功柜输入。

可选地，所述方法还包括：

所述核心控制器接收试验结束信号，控制外部氮气压力调节系统进行氮气吹冷；

在所述石墨电阻加热器的出口温度降至预设冷却温度后，所述外部氮气压力调节系统停止所述氮气吹冷，所述核心控制器通过所述冷却水循环系统阀门、所述循环水泵和所述制冷压缩机控制所述循环冷却水对所述石墨电阻加热器进行降温，直到所述石墨电阻加热器的出口温度降至预设常规温度。

借由上述技术方案，本申请提供了一种用于飞行器模拟试验的加热控制系统及控制方法，相比于现有技术中使用蓄热材料为飞行器试验所需的气体加热的方式，节省了试验前对蓄热材料加热所消耗的时间，能够缩短试验准备时间，减少了蓄热材料放热时造成的热量损失，并且可以在试验过程中持续控制加热器对气体进行加热，避免了蓄热材料热量降低导致气体温度无法满足试验需求，试验时长不再受到蓄热材料热量储备量的约束，另外，试验过程中可以对加热器的加热情况进行动态调节，有助于实现对加热器的出口温度的控制，以使试验所需的来流气体在加热器的加热作用下温度能够满足试验需求，提高了温度控制精度。

上述说明仅是本申请技术方案的概述，为了能够更清楚了解本申请的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本申请的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本申请的具体实施方式。

附图说明

图1示出了本申请实施例提供的一种用于飞行器模拟试验的加热控制系统的结构示意图；

图2示出了本申请实施例提供的一种用于飞行器模拟试验的加热控制方法的流程示意图。

具体实施方式

下文中将结合实施例来详细说明本申请。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本实施例中提供了一种用于飞行器模拟试验的加热控制系统，如图1所示，该系统包括：核心控制器、石墨电阻加热器、加热器供电电源控制器、调功柜控制器以及循环冷却水控制器，所述石墨电阻加热器用于加热飞行器模拟试验所需的氮气；所述核心控制器，与所述加热器供电电源控制器以及所述循环冷却水控制器连接，所述核心控制器用于向所述循环冷却水控制器发送冷却水控制指令，以及向所述加热器供电电源控制器发送加热控制指令；所述加热器供电电源控制器，与所述调功柜控制器连接，所述加热器供电电源控制器用于基于所述加热器控制指令，向所述调功柜控制器发送调功柜控制指令；所述调功柜控制器，与所述石墨电阻加热器连接，所述调功柜控制器用于基于所述调功柜控制指令，控制对所述石墨电阻加热器输出的功率；所述循环冷却水控制器，用于基于所述冷却水控制指令，控制循环冷却水的温度，其中，所述循环冷却水用于调节所述石墨电阻加热器的表面温度。

在本申请的实施例中，石墨电阻加热器是一种连续式加热器，可以为飞行器模拟试验中所需要的气体进行持续加热，在连续式加热器中电阻加热元件通常被设置为一定形状，通过结构设计确保加热器内部电热元件之间的绝缘性和合理的气体流通面积。此外，该系统还具有加热器供电电源、冷却水循环系统和不同功率调节范围的调功柜。该系统除了具有核心控制器以外，在加热器供电电源、冷却水循环系统和每个调功柜旁也均设置有分布式控制器。分布式控制器包括加热器供电电源控制器、冷却水循环系统调功柜控制器、循环冷却水控制器。每个控制器均具有独立的判断、测量和控制功能。分布式控制器能够向核心控制器上传各自的数据，接收并执行核心控制器的各种控制指令。

进一步的，在飞行器模拟试验阶段或试验准备阶段，核心控制器通过向加热器供电电源控制器发送加热控制指令从而控制加热器供电电源控制器。加热器供电电源控制器基于加热控制指令对加热器供电电源进行控制，从而使加热器供电电源为加热器提供电能或者使加热器供电电源停止提供电能。在对电热元件通电后，石墨电阻加热器可在短时间内达到高温。石墨电阻加热器通过对试验所需的来流气体进行加热，使来流气体吸收热量，从而能够在加热器出口获得高温气流。此外，加热器供电电源控制器还基于加热器控制指令，向调功柜控制器发送调功柜控制指令。调功柜控制器基于调功柜控制指令调节输出至石墨电阻加热器的功率，从而对石墨电阻加热器的温度进行调节。此外，核心控制器还通过向循环冷却水控制器发送冷却水控制指令从而控制循环冷却水控制器。循环冷却水控制器基于冷却水控制指令对冷却水循环系统进行控制，对石墨电阻加热器的表面温度进行调节，从而能够保护石墨电阻加热器的金属外壳。

通过应用本实施例的技术方案，相比于现有技术中使用蓄热材料为飞行器试验所需的气体加热的方式，节省了试验前对蓄热材料加热所消耗的时间，能够缩短试验准备时间，减少了蓄热材料放热时造成的热量损失，并且可以在试验过程中持续控制加热器对气体进行加热，避免了蓄热材料热量降低导致气体温度无法满足试验需求，试验时长不再受到蓄热材料热量储备量的约束，另外，试验过程中可以对加热器的加热情况进行动态调节，有助于实现对加热器的出口温度的控制，以使试验所需的来流气体在加热器的加热作用下温度能够满足试验需求，提高了温度控制精度。

在本申请实施例中，可选地，所述系统还包括：控制操作端，与所述核心控制器连接，所述控制操作端用于提供温度值输入界面，以及将在所述温度值输入界面上输入的温度值发送至所述核心控制器中；所述核心控制器，还用于依据所述温度值，生成所述加热控制指令。

在该实施例中，能够通过控制操作端输入加热器温度的预设值。这些数值通过控制操作端发送至核心控制器。核心控制器根据数值生成加热控制指令，并将该指令发送至加热器供电电源控制器，加热器供电电源控制器基于加热器控制指令，向调功柜控制器发送调功柜控制指令。调功柜控制器基于调功柜控制指令调节输出至石墨电阻加热器的功率，从而对石墨电阻加热器的温度进行调节。

在本申请实施例中，可选地，所述核心控制器、所述加热器供电电源控制器、所述调功柜控制器、所述循环冷却水控制器以及所述控制操作端均包含通讯模块，并且所述核心控制器、所述加热器供电电源控制器、所述调功柜控制器、所述循环冷却水控制器以及所述控制操作端之间基于各自的通讯模块实现通讯。

在该实施例中，两控制器之间或者一个控制器与控制操作端之间通过通讯模块进行通讯，例如，核心控制器通过通讯模块向加热器供电电源控制器发送加热器控制指令；加热器供电电源控制器通过通讯模块接收核心控制器发出的加热器控制指令。

在本申请实施例中，可选地，所述调功柜控制器通过可控硅调功柜与所述石墨电阻加热器连接，所述调功柜控制器用于控制所述可控硅调功柜向所述石墨电阻加热器输出的功率，以及接收所述可控硅调功柜输出端的电流电压信号，并将所述电流电压信号反馈至所述核心控制器中。

在该实施例中，调功柜优选为可控硅调功柜，可控硅调功柜一边与石墨电阻加热器连接，另一边与加热器供电电源连接。此外，可以同时具有多个功率调节范围不同的可控硅调功柜。可控硅调功柜接收加热器供电电源控制器发送的调功柜控制指令，控制对石墨电阻加热器输出的功率。可控硅调功柜还可以通过电流传感器读取石墨电阻加热器的电流电压信号并且向核心控制器发送电流电压信号。电流电压信号经A/D转换模块处理后发送至核心控制器。核心控制器能够通过计算识别信号变化，以便根据变化情况对加热器进行反馈控制。

在本申请实施例中，可选地，所述循环冷却水控制器基于所述冷却水控制指令通过对冷却水循环系统阀门、循环水泵和制冷压缩机进行控制实现对所述循环冷却水的温度控制；所述循环冷却水控制器还用于读取冷却水循环系统的冷却水温度信号，并将所述冷却水温度信号反馈至所述核心控制器中。

在该实施例中，核心控制器通过通讯模块与循环冷却水控制器通讯，在进行加热前，循环冷却水控制器根据冷却水控制指令打开冷却水循环系统阀门、循环水泵和制冷压缩机；当核心控制器检测到冷却水的温度高于预设范围时，循环冷却水控制器根据冷却水控制指令控制制冷压缩机使冷却水的温度下降到预设范围内。例如，当核心控制器指示将冷却水的温度升高时，循环冷却水控制器根据冷却水控制指令将制冷压缩机关闭一段时间，有助于冷却水的温度升高；当核心控制器指示将冷却水的温度降低时，循环冷却水控制器根据冷却水控制指令将制冷压缩机开启一段时间直到冷却水的温度恢复至预设范围内。因此能够实现对石墨电阻加热器温度的控制。此外，循环冷却水控制器还可以通过温度传感器读取循环冷却水的温度信号，并且向核心控制器发送冷却水温度信号。冷却水温度信号经A/D转换模块处理后发送至核心控制器。核心控制器能够通过计算识别信号变化，以便根据变化情况对加热器进行反馈控制。

在本申请实施例中，可选地，所述核心控制器还用于基于所述电流电压信号、所述冷却水温度信号以及所述石墨电阻加热器的出口温度，向所述加热器供电电源控制器发送温度调节指令，以及向所述循环冷却水控制器发送冷却水调节指令。

在该实施例中，石墨电阻加热器的出口温度值经A/D转换模块处理后发送至核心控制器。核心控制器通过将接收到的信号和温度值与预设值进行比较，从而判断是否发送温度调节指令。核心控制器对冷却水调节指令的发送也进行同样的判断。

在本申请实施例中，可选地，所述系统还包括：依次相连的高压开关柜合闸接触器、电力变压器和低压开关柜合闸接触器，其中，所述高压开关柜合闸接触器与所述加热器供电电源控制器连接，所述低压开关柜合闸接触器与所述调功柜控制器连接，所述加热器供电电源控制器还用于通过控制所述高压开关柜合闸接触器、所述电力变压器和所述低压开关柜合闸接触器，将外部输入高压电转换为低压电后，向所述可控硅调功柜输出，以及监控所述高压开关柜合闸接触器、所述低压开关柜合闸接触器和所述电力变压器各自的运行状态信号，并将所述运行状态信号反馈至所述核心控制器中。

在该实施例中，循环冷却水控制器还可以通过电流传感器读取高压开关柜合闸接触器、低压开关柜合闸接触器和电力变压器各自的运行状态信号，并且向核心控制器发送运行状态信号。运行状态信号经A/D转换模块处理后发送至核心控制器。核心控制器能够通过计算识别信号变化，以便根据变化情况对加热器进行反馈控制。

在本实施例中提供了一种用于飞行器模拟试验的加热控制方法，如图2所示，用于所述系统，所述方法包括：

步骤101，所述核心控制器接收预加热信号，向所述加热器供电电源控制器发送加热控制指令；

步骤102，所述加热器供电电源控制器基于所述加热控制指令，确定所述加热控制指令对应的预加热温度，并基于所述预加热温度向所述调功柜控制器发送调功柜控制指令，以使所述调功柜控制器用于基于所述调功柜控制指令，控制对所述石墨电阻加热器输出的功率，将所述石墨电阻加热器调节至所述预加热温度；

步骤103，飞行器模拟试验开始后，通入氮气，以通过所述石墨电阻加热器对所述氮气加热；

步骤104，所述核心控制器监控所述石墨电阻加热器的出口温度，并基于所述出口温度以及预设试验温度，对所述石墨电阻加热器进行闭环控制，以使所述出口温度与所述预设试验温度匹配；

步骤105，所述核心控制器监控所述氮气的实时压力，并在所述氮气的压力变化时根据预设预调节曲线，确定所述氮气的实时压力对应的预调节功率，依据所述预调节功率控制向所述石墨电阻加热器的输出功率，以对所述石墨电阻加热器的输出功率进行预调节。

在该实施例中，在试验开始之前，可以通过控制操作端选择进行初始化诊断，诊断内容包括确保系统设备的通讯功能、测量功能和控制功能等能够正常运行。

进一步的，完成确认后，通过控制操作端选择进行预热加热。进行预热加热时，控制操作端向核心控制器发送预加热信号，核心控制器基于预加热信号对应的预加热温度生成加热控制指令。加热器供电电源控制器接收加热控制指令后，基于加热控制指令对应的预加热温度选择合适的加热器供电电源，并且生成调功柜控制指令调节。调功柜控制器接收调功柜控制指令后，基于调功柜控制指令调节可控硅调功柜的输出功率，完成对石墨电阻加热器的预热加热。通过预热加热使石墨电阻加热器的温度接近试验所需温度，有利于试验时能够快速使试验所需气体达到试验需求的温度，提升试验效率，避免气体浪费。

进一步的，完成预热加热后，开始进行飞行器模拟试验，通过石墨电阻加热器对通入的氮气进行加热，以便利用加热后的氮气完成飞行器模拟试验。在试验过程中，由于外部环境的变化，加热器的发热效率可能会发生变化，为使试验气体温度始终稳定在试验所需温度的范围内，可以对加热器的出口温度进行监控，并基于出口温度对加热器进行闭环控制。具体地，核心控制器监测石墨电阻加热器的实时出口温度，将实时出口温度与预设试验温度进行计算比较，根据比较结果向加热器供电电源控制器发送温度调节指令，从而实现对石墨电阻加热器的实时出口温度进行闭环调节，能够实时调节出口温度，以使所述出口温度与所述预设试验温度匹配。

进一步的，在模拟试验的不同阶段，所需的氮气压力可能会产生变化，在本申请实施例中外部氮气压力调节系统可以通过压力传感器识别氮气通入后产生的压力变化。核心控制器可以对压力变化情况进行监控，并在监控到气体压力发生变化时，为使气体能够持续满足试验所需温度的要求，可以基于压力变化情况对加热器的输入功率进行超前调节。具体可以在核心控制器监控到氮气压力发生变化时，根据预设预调节曲线，对变化后的气体压力对应的加热功率进行匹配，其中，预设预调节曲线用于记录气体压力和加热功率的对应关系，确定变化后的气体压力后，即可按照曲线确定加热器的加热功率，并按照该功率对加热器的输入功率进行超前调节，以便氮气压力变化后温度仍然能够保持在较为稳定的范围内，满足试验需求。

在本申请实施例中，可选地，步骤101之前还包括：所述核心控制器接收冷却水调节指令，通过控制所述循环冷却水控制器，对冷却水循环系统阀门、循环水泵和制冷压缩机进行控制，将所述循环冷却水的温度控制在预设范围内。

在该实施例中，所述核心控制器根据电流电压信号、冷却水温度信号和石墨电阻加热器的出口温度生成冷却水调节指令，循环冷却水控制器基于冷却水调节指令对冷却水循环系统阀门、循环水泵和制冷压缩机进行调节。在核心控制器接收预加热信号之前，循环冷却水控制器基于冷却水调节指令依次打开冷却水循环系统阀门和循环水泵。待水路压力流量稳定后开启制冷压缩机将循环水的温度控制在适当温度范围内，实现对石墨电阻加热器金属外壳的保护作用。

在本申请实施例中，可选地，步骤104具体可以为：所述核心控制器将所述石墨电阻加热器的出口温度与所述预设试验温度进行比较，根据比较结果向所述加热器供电电源控制器发送温度调节指令；所述加热器供电电源控制器根据所述温度调节指令，确定所述温度调节指令对应的所述预设试验温度，并基于所述预设试验温度向所述调功柜控制器发送调功柜控制指令，以使所述调功柜控制器用于基于所述调功柜控制指令，控制对所述石墨电阻加热器输出的功率，将所述石墨电阻加热器的出口温度调节至所述预设试验温度。

在该实施例中，所述核心控制器根据电流电压信号、冷却水温度信号和石墨电阻加热器的出口温度生成温度调节指令，加热器供电电源控制器基于温度调节指令对应的预设试验温度，基于预设试验温度选择合适的加热器供电电源，并且生成调功柜控制指令调节。调功柜控制器接收调功柜控制指令后，基于调功柜控制指令调节可控硅调功柜的输出功率使石墨电阻加热器的温度达到预设试验温度。此外，核心控制器还基于运行状态信号通过通讯模块和硬接线向调功柜控制器发送启动指令从而授权调功柜控制器输出电能。

在本申请实施例中，可选地，所述方法还包括：所述加热器供电电源控制器基于所述加热控制指令，控制所述供电电源回路选择高压开关柜合闸接触器，通过电力变压器对所述高压开关柜合闸接触器的输出高电压变压为低压电，在所述电力变压器输出稳定后在低压开关柜合闸接触器中选择回路合闸，使低压电向所述可控硅调功柜输入。

在该实施例中，加热器供电电源控制器能够读取高压开关柜合闸接触器、电力变压器和低压开关柜合闸接触器各自的运行状态信号。加热器供电电源控制器根据运行状态信号对高压开关柜合闸接触器、电力变压器和低压开关柜合闸接触器进行控制，并且将运行状态信号反馈给核心控制器。核心控制器能够根据运行状态信号通过通讯模块和硬接线向调功柜控制器发送启动指令从而授权调功柜控制器输出电能。

在本申请实施例中，可选地，所述方法还包括：

步骤106，所述核心控制器接收试验结束信号，控制所述外部氮气压力调节系统进行氮气吹冷；

步骤107，在所述石墨电阻加热器的出口温度降至预设冷却温度后，所述外部氮气压力调节系统停止所述氮气吹冷，所述核心控制器通过所述冷却水循环系统阀门、所述循环水泵和所述制冷压缩机控制所述循环冷却水对所述石墨电阻加热器进行降温，直到所述石墨电阻加热器的出口温度降至预设常规温度。

在该实施例中，通过控制操作端选择结束试验，并向核心控制器发送试验结束信号。外部氮气压力调节系统基于试验结束信号减少氮气流量，控制小流量氮气通入，进行氮气吹冷。在石墨电阻加热器的出口温度降至预设冷却温度后,核心控制器读取石墨电阻加热器的出口温度并进行比较计算，直至出口温度到达预设冷却温度，预设冷却温度具体可以为石墨电阻加热器的燃点。此后，核心控制器检测到出口温度降至预设冷却温度后，向外部氮气压力调节系统发送气体输送停止信号，外部氮气压力调节系统停止氮气吹冷。与此同时，核心控制器通过控制制冷压缩机对石墨电阻加热器进行降温，直到石墨电阻加热器的出口温度降至预设常规温度。核心控制器将出口温度与预设常规温度比较计算，发送冷却水控制指令，循环冷却水控制器基于冷却水控制指令依次关闭制冷压缩机、循环水泵和冷却水循环系统阀门。

上述本申请序号仅仅为了描述，不代表实施场景的优劣。以上公开的仅为本申请的几个具体实施场景，但是，本申请并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本申请的保护范围。

Claims (10)

1.一种用于飞行器模拟试验的加热控制系统，其特征在于，包括：

核心控制器、石墨电阻加热器、加热器供电电源控制器、调功柜控制器以及循环冷却水控制器，所述石墨电阻加热器用于加热飞行器模拟试验所需的氮气；

所述核心控制器，与所述加热器供电电源控制器以及所述循环冷却水控制器连接，所述核心控制器用于向所述循环冷却水控制器发送冷却水控制指令，以及向所述加热器供电电源控制器发送加热控制指令；

所述加热器供电电源控制器，与所述调功柜控制器连接，所述加热器供电电源控制器用于基于所述加热器控制指令，向所述调功柜控制器发送调功柜控制指令；

所述调功柜控制器，与所述石墨电阻加热器连接，所述调功柜控制器用于基于所述调功柜控制指令，控制对所述石墨电阻加热器输出的功率；

所述循环冷却水控制器，用于基于所述冷却水控制指令，控制循环冷却水的温度，其中，所述循环冷却水用于调节所述石墨电阻加热器的表面温度。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：

控制操作端，与所述核心控制器连接，所述控制操作端用于提供温度值输入界面，以及将在所述温度值输入界面上输入的温度值发送至所述核心控制器中；

所述核心控制器，还用于依据所述温度值，生成所述加热控制指令。

3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述调功柜控制器通过可控硅调功柜与所述石墨电阻加热器连接，所述调功柜控制器用于控制所述可控硅调功柜向所述石墨电阻加热器输出的功率，以及接收所述可控硅调功柜输出端的电流电压信号，并将所述电流电压信号反馈至所述核心控制器中。

4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述循环冷却水控制器基于所述冷却水控制指令通过对冷却水循环系统阀门、循环水泵和制冷压缩机进行控制实现对所述循环冷却水的温度控制；所述循环冷却水控制器还用于读取冷却水循环系统的冷却水温度信号，并将所述冷却水温度信号反馈至所述核心控制器中；

所述核心控制器还用于基于所述电流电压信号、所述冷却水温度信号以及所述石墨电阻加热器的出口温度，向所述加热器供电电源控制器发送温度调节指令，以及向所述循环冷却水控制器发送冷却水调节指令。

5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：

依次相连的高压开关柜合闸接触器、电力变压器和低压开关柜合闸接触器，其中，所述高压开关柜合闸接触器与所述加热器供电电源控制器连接，所述低压开关柜合闸接触器与所述调功柜控制器连接，所述加热器供电电源控制器还用于通过控制所述高压开关柜合闸接触器、所述电力变压器和所述低压开关柜合闸接触器，将外部输入高压电转换为低压电后，向所述可控硅调功柜输出，以及监控所述高压开关柜合闸接触器、所述低压开关柜合闸接触器和所述电力变压器各自的运行状态信号，并将所述运行状态信号反馈至所述核心控制器中。

6.一种用于飞行器模拟试验的加热控制方法，其特征在于，用于权利要求1至5中任一项所述的系统，所述方法包括：

所述核心控制器接收预加热信号，向所述加热器供电电源控制器发送加热控制指令；

所述加热器供电电源控制器基于所述加热控制指令，确定所述加热控制指令对应的预加热温度，并基于所述预加热温度向所述调功柜控制器发送调功柜控制指令，以使所述调功柜控制器用于基于所述调功柜控制指令，控制对所述石墨电阻加热器输出的功率，将所述石墨电阻加热器调节至所述预加热温度；

飞行器模拟试验开始后，通入氮气，以通过所述石墨电阻加热器对所述氮气加热；

所述核心控制器监控所述石墨电阻加热器的出口温度，并基于所述出口温度以及预设试验温度，对所述石墨电阻加热器进行闭环控制，以使所述出口温度与所述预设试验温度匹配；

所述核心控制器监控所述氮气的实时压力，并在所述氮气的压力变化时根据预设预调节曲线，确定所述氮气的实时压力对应的预调节功率，依据所述预调节功率控制向所述石墨电阻加热器的输出功率，以对所述石墨电阻加热器的输出功率进行预调节。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述核心控制器接收所述预加热信号之前，所述方法还包括：

所述核心控制器接收冷却水调节指令，通过控制所述循环冷却水控制器，对冷却水循环系统阀门、循环水泵和制冷压缩机进行控制，将所述循环冷却水的温度控制在预设范围内。

8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述核心控制器基于所述出口温度以及所述预设试验温度，对所述石墨电阻加热器进行闭环控制，以使所述出口温度与所述预设试验温度匹配，包括：

所述核心控制器将所述石墨电阻加热器的出口温度与所述预设试验温度进行比较，根据比较结果向所述加热器供电电源控制器发送温度调节指令；

所述加热器供电电源控制器根据所述温度调节指令，确定所述温度调节指令对应的所述预设试验温度，并基于所述预设试验温度向所述调功柜控制器发送调功柜控制指令，以使所述调功柜控制器用于基于所述调功柜控制指令，控制对所述石墨电阻加热器输出的功率，将所述石墨电阻加热器的出口温度调节至所述预设试验温度。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

所述加热器供电电源控制器基于所述加热控制指令，控制所述供电电源回路选择高压开关柜合闸接触器，通过电力变压器对所述高压开关柜合闸接触器的输出高电压变压为低压电，在所述电力变压器输出稳定后在低压开关柜合闸接触器中选择回路合闸，使低压电向所述可控硅调功柜输入。

10.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

所述核心控制器接收试验结束信号，控制外部氮气压力调节系统进行氮气吹冷；

在所述石墨电阻加热器的出口温度降至预设冷却温度后，所述外部氮气压力调节系统停止所述氮气吹冷，所述核心控制器通过所述冷却水循环系统阀门、所述循环水泵和所述制冷压缩机控制所述循环冷却水对所述石墨电阻加热器进行降温，直到所述石墨电阻加热器的出口温度降至预设常规温度。

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