CN116105963A - 大型低温风洞自动化吹风试验方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种大型低温风洞自动化吹风试验方法及系统，包括设置吹风试验的目标任务单，所述目标任务单至少包括一条按序排列的目标试验工况，每条所述目标试验工况具有包含多个试验目标参数；调整风洞中的执行机构为初始状态；根据所述目标任务单依次执行吹风试验；将风洞当前参数调节至与试验目标参数一致；判断风洞状态是否达到目标试验工况；吹风试验后，对吹风试验的数据进行采集与存储；关闭各系统。本发明对大型低温风洞复杂的吹风试验流程进行有效逻辑串联，实现了非干预的自动化吹风试验功能；安全高效完成所有吹风试验任务，极大地降低试验人员的人工操作负荷，显著提高风洞运行效率，减少风洞空转时间，降低试验过程中各项资源消耗。

Description

大型低温风洞自动化吹风试验方法及系统

技术领域

本发明涉及风洞试验领域，具体讲是一种大型低温风洞自动化吹风试验方法及系统。

背景技术

随着空气动力学的发展，提高试验雷诺数已经成为风洞试验设备建设的迫切需求，风洞试验的雷诺数模拟不足，将会使转捩、边界层分离、旋涡流动等流动现象发生变化，与真实飞行存在差异，进而导致飞行器气动设计和性能预测出现偏差，严重影响先进航空航天飞行器的研发。降低气流温度是提高试验雷诺数最有效的一种方式。液氮作为一种廉价安全的低温工质，汽化后可迅速吸收大量热量，大型低温风洞正是一座以液氮为冷媒的连续式闭口回流跨声速风洞，通过向洞内喷入液氮汽化实现气流温度的降低。大型低温风洞要求气流温度能够运行在110k~320k的范围，经计算，当洞内气流温度降至110K时，大型低温风洞每秒需要向洞内注入几百公斤的液氮才能平衡压缩机、洞体等热源散发至洞内的热量。除了巨大的液氮消耗外，大型低温风洞运行时的电力消耗同样惊人，仅以压缩机为例，大型低温风洞正常吹风时压缩机的功率稳定在20MW~60MW之间，其每小时耗电量少则2万度，多则6万度。面对如此巨大的能耗，如何改善运行经济性，提高风洞吹风试验效率，成为大型低温风洞建设必须要解决的问题。

发明内容

因此，为了解决上述不足，本发明在此提供一种大型低温风洞自动化吹风试验方法，该方法能够安全高效地实现大型低温风洞自动化吹风试验功能，降低了试验人员的操作量，减少了吹风试验时的岗位数量，也规避了人为误操作带来的安全隐患，同时显著提高了大型低温风洞的运行经济性，大大降低了试验过程中液氮、水电等各项资源消耗。

具体的，大型低温风洞自动化吹风试验方法，包括

设置吹风试验的目标任务单，所述目标任务单至少包括一条按序排列的目标试验工况，每条所述目标试验工况具有试验目标参数（所述参数至少包括总温、总压、马赫数和模型姿态角）；

调整风洞中的执行机构为初始状态；

根据所述目标任务单依次执行吹风试验；

将风洞当前参数调节与试验目标参数一致；

通过比较试验参数的当前参数与试验目标参数是否一致，判断风洞状态是否达到目标试验工况；

吹风试验后，对吹风试验的数据进行采集与存储；

有序关闭各系统，使风洞处于静默状态。

可选的，所述将风洞当前参数调节与试验目标参数一致的方法是：

通过大范围变温实现风洞当前总温与试验目标总温一致；通过大范围变压实现风洞当前总压与试验目标总压一致；控制模型支撑机构运动使实际模型姿态角与试验目标模型姿态角一致；以及对风洞总温、总压和马赫数三项流场参数进行精确闭环控制，使其稳态精度满足技术指标。

可选的，所述对风洞当前总温、当前总压和当前马赫数三项流场参数进行L1自适应控制方法精确闭环控制，使其稳态精度满足技术指标。

另一方面，本发明提供了一种大型低温风洞自动化吹风试验系统，用以保证上述方法在实际中的实现及应用，具体的，该系统包括：

输入模块，用于设置吹风试验的目标任务单，所述目标任务单至少包括一条按序排列的目标试验工况，每条所述目标试验工况具有试验目标参数；

试验准备模块，用于调整风洞中的执行机构为初始状态；

读取目标试验参数模块，用于根据所述目标任务单依次执行吹风试验；

参数调节模块，用于将风洞当前参数调节与试验目标参数一致；

目标工况到位判断模块，用于通过比较试验参数的当前参数与试验目标参数是否一致，判断风洞状态是否达到目标试验工况；

试验数据采集模块，用于吹风试验后，对吹风试验的数据进行采集与存储；以及

试验结束模块，用于有序关闭各系统，使风洞处于静默状态。

可选的，所述参数调节模块包括

变温单元，用于通过大范围变温实现风洞当前总温与试验目标总温一致；

变压单元，用于通过大范围变压实现风洞当前总压与试验目标总压一致；

姿态角控制单元，用于控制模型支撑机构运动使实际模型姿态角与试验目标模型姿态角一致；

流场参数精确控制单元，用于对风洞当前总温、当前总压和当前马赫数三项流场参数进行L1自适应控制方法精确闭环控制，使其稳态精度满足技术指标。

本发明具有如下优点：

本发明提供的大型低温风洞自动化吹风试验方法及系统解决了传统风洞吹风试验方法中需要频繁人为操作的问题，由风洞总控统一调度各分系统，实现了非干预的自动化吹风试验功能，能够安全高效地自主完成吹风试验任务。本发明降低了试验人员的操作负担，也规避了人为误操作带来的安全隐患，同时显著提高了大型低温风洞的运行经济性，降低了试验过程中液氮、水电等各项资源消耗。

同时本发明方法按照“一变温、二增压，三调马赫数”的顺序，通过风洞总控合理调度各分系统完成大型低温风洞吹风试验的全自动运行；对大型低温风洞复杂的吹风试验流程进行了有效逻辑串联，实现了非干预的自动化吹风试验功能。试验人员只需按照固定格式输入开车任务信息，所提方法便可安全高效地自主完成所有吹风试验任务，一方面极大地降低了试验人员的人工操作负荷，避免了人为误操作带来的问题，另一方面也显著提高了风洞运行效率，减少了风洞空转时间，大大降低了试验过程中的各项资源消耗。

附图说明

图1为根据本发明一个实施例的大型低温风洞自动化吹风试验方法原理流程图；

图2为根据本发明一个实施例的大型低温风洞自动化吹风试验系统结构示意图。

具体实施方式

使本申请实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。基于本申请中的实施例，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所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

在现有的风洞气流温度控制中，如背景技术所述会带来巨大的能耗，为了克服该问题，改善运行经济性，提高风洞吹风试验效率，本实施了提供了大型低温风洞自动化吹风试验方法及系统。

首先将参照附图描述根据本发明实施例提出的大型低温风洞自动化吹风试验方法。

图1为根据本发明一个实施例的大型低温风洞自动化吹风试验方法原理流程图。

如图1所示，该大型低温风洞自动化吹风试验方法包括以下步骤：

步骤S100、吹风试验准备；

具体的，包括设置吹风试验的目标任务单和在正式吹风试验前将洞中的执行机构调整为初始状态；

所述设置吹风试验的目标任务单的具体方法是：

在吹风试验开始前，上游试验人员需按照流程生成开车任务单交付给试验操作岗位人员，该人员从中提取必要的试验参数并通过交互界面录入到吹风试验系统中，形成如表1所示的目标任务单（即开车任务单），目标任务单至少包括一条按序排列的目标试验工况，对于每一条目标试验工况，需提取的试验参数包括车次号、目标总温、目标总压、目标马赫数、目标全模攻角、目标全模滚转角、目标半模转窗角度、目标喷管型面、目标二喉道型面、目标模型类型。收到开车任务单后，试验操作人员需按照下表格式录入所有的试验工况信息，将其存储于一个11*N的目标工况试验参数数组，其中N是开车任务单包含的吹风试验目标工况数。

表1：目标任务单

所述在正式吹风试验前将洞中的执行机构调整为初始状态的具体方法是：

获取驻室隔断阀的开闭状态，若其处于打开状态，则将其关闭。获取喷管当前的型面状态，若其与目标喷管型面不一致，将喷管的型面状态调整到与目标型面一致。获取二喉道当前的型面状态，若其与目标二喉道型面不一致，将二喉道的型面状态调整到与目标型面一致。

步骤S200、根据所述目标任务单依次执行吹风试验，即根据吹风试验完成情况读取最新一组目标工况的试验参数。

具体地，一次开车任务包含多个目标试验工况，对于单个试验工况，当测量系统完成该工况下试验数据采集后，该工况对应的吹风试验便已经完成。设置名为“已完成工况数”的整型变量，其初始值为0，每完成一次吹风试验，该变量自动加1，以该变量为索引从步骤S100得到的目标工况试验参数数组中获取最新一组目标工况的试验参数，作为下一个吹风试验工况的目标试验参数。

步骤S300、将风洞当前参数调节与试验目标参数一致；

具体的，所述将风洞当前参数调节与试验目标参数一致的方法是：

步骤一、通过大范围变温实现风洞总温与目标总温一致；

步骤二、通过大范围变压实现风洞当前总压与试验目标总压一致；

步骤三、控制模型支撑机构运动使实际模型姿态角与试验目标模型姿态角一致；

步骤四、对风洞当前总温、当前总压和当前马赫数三项流场参数进行精确闭环控制，使其稳态精度满足技术指标。

其中所述通过大范围变温实现风洞总温与目标总温一致的方法是：

计算目标试验工况的目标总温与风洞当前总温之差的绝对值；

若该绝对值小于30K，不采取任何动作；

若目标试验工况的目标总温大于风洞当前总温超过30K，则采取升温操作，升温速率固定为1.2K/min，首先关闭风洞的液氮喷射系统，使喷入风洞内的液氮量为零；其次调节压缩机转速，初始值为120r/min，采用PID控制策略调节压缩机转速对风洞总温进行控制，PID温度控制的目标温度每隔1min增加1.2K；同时采用PID控制策略以风洞总压为反馈调节排气系统排气阀的开度，确保洞内总压维持在当前状态不变；当风洞总温上升至比目标试验工况的目标总温高5K后，PID温度控制的目标温度不再变化，2min后，修改PID温度控制的温度值为目标试验工况的目标总温；

若目标总温小于风洞当前总温超过30K，则采取降温操作，降温速率固定为1.2K/min；首先固定压缩机转速在100r/min；其次调节液氮喷射系统注入风洞内的液氮质量流量，初始值为5 kg/s，采用PID控制策略调节液氮质量流量对风洞总温进行控制，PID温度控制的目标温度每隔1min减少1.2K；同时采用PID控制策略以洞内总压为反馈调节排气系统排气阀的开度，确保洞内总压维持在当前状态不变；当风洞总温下降至比目标试验工况的目标总温低5K后，PID温度控制的目标温度不再变化，2min后修改PID温度控制的温度值为目标试验工况的目标总温。

其中所述通过大范围变压实现风洞总压与目标总压一致的方法是：

计算目标试验工况的目标总压与风洞当前总压之差的绝对值。

若该绝对值小于60kPa，不采取任何动作；

若目标试验工况的目标总压大于风洞当前总压超过60kPa，则采取增压操作，增压速率固定为10kPa/min；首先关闭排气系统的排气阀，其次调节液氮喷射系统注入风洞内的液氮质量流量，初始值为3kg/s，采用PID控制策略调节液氮质量流量对风洞总压进行控制，PID压力控制的目标压力每隔1min增加10kPa；同时采用PID控制策略以洞内总温为反馈调节压缩机转速，确保洞内总温维持在当前状态不变；当风洞总压上升至目标试验工况的目标总压后，将PID压力控制的目标压力设置为目标试验工况的目标总压；

若目标试验工况的目标总压小于风洞当前总压超过60kPa，则采取泄压操作，泄压速率固定为10kPa/min；首先固定压缩机转速在90r/min，其次固定液氮喷射系统注入风洞内的液氮质量流量为0.6kg/s，同时采用PID控制策略调节排气系统排气阀的开度对风洞总压进行控制，PID压力控制的目标压力每隔1min减少10kPa；当风洞总压下降至目标试验工况的目标总压后，将PID压力控制的目标压力设置为目标试验工况的目标总压。

其中所述控制模型支撑机构运动使实际模型姿态角与目标模型姿态角一致的方法包括如下步骤：

步骤S301，判断目标工况试验参数中的目标模型类型与洞内实际的模型类型是否一致，若一致，执行步骤S302，否则发出报警并执行步骤S311。

步骤S302，若洞内实际的模型类型为半模模型时，执行步骤S303，否则执行步骤S305。

步骤S303，风洞总控将目标试验工况的目标半模转窗角度设定半模模型车的目标转窗角度，并向其控制系统发送“半模转窗开始运动”命令，执行步骤S304。

步骤S304，半模模型车控制系统调整半模转窗到目标角度后向总控回复 “半模转窗运动到位”信号，总控收到该信号后，执行步骤S311。

步骤S305，若洞内实际的模型类型为全模模型时，执行步骤S306，否则执行步骤S311。

步骤S306，风洞总控将目标试验工况的目标全模攻角设定全模模型车的目标攻角，将目标试验工况的目标全模滚转角设定全模模型车的目标滚转角，向其控制系统发送“攻角开始运动”命令和“滚转角开始运动”命令，执行步骤S307。

步骤S307，全模模型车控制系统调整攻角和滚转角使二者的编码器反馈均与收到的目标角度一致，然后向总控回复 “攻角运动到位”信号和“滚转角运动到位”信号，总控收到这两个信号后，执行步骤S308。

步骤S308，总控读取模型姿态角测量系统反馈的实际攻角和实际滚转角，计算目标试验工况的目标全模攻角、目标全模滚转角与实际攻角、实际滚转角的差值，执行步骤S309。

步骤S309，若该差值的绝对值大于0.01度，则将该差值与上一次发送给全模模型车的目标角度相加后作为全模模型车新的目标运动角度，总控继续向全模模型车控制系统发送“攻角开始运动”命令或“滚转角开始运动”命令，执行步骤S310。

步骤S310，重复执行步骤S307、步骤S308和步骤S309，直到目标试验工况的目标全模攻角、目标全模滚转角与实际攻角、实际滚转角均相差不超过0.01度。

步骤S311，结束模型姿态角控制。

其中，所述三项流场参数的精确闭环控制采用L1自适应控制方法，

具体是，首先，对总温、总压、马赫数三者之间的强耦合关系进行解耦，形成三个相互独立的控制通道，在总温闭环控制中，将总压、马赫数视作干扰项，在总压闭环控制中，将总温、马赫数视作干扰项，在马赫数闭环控制中，将总温、总压视作干扰项；

其次，通过机理分析建立起大型低温风洞关于总温、总压、马赫数的动力学模型；

最后，基于动力学模型对每一项流场参数设计合适的L1自适应控制策略，分别以目标试验工况中的目标总温、目标总压、目标马赫数作为给定目标值，实现三项流场参数的闭环精确控制。

步骤S400，比较试验参数的当前参数与试验目标参数是否一致，进而判断风洞状态是否达到目标试验工况；具体的，包括如下步骤

步骤S401，读取模型姿态角测量系统或半模模型车控制系统反馈的实时姿态角，与目标模型姿态角进行比较，若二者误差满足技术指标，执行步骤S402；

步骤S402，以0.2秒为间隔进行采样，每次同时采集总温、总压、马赫数三项流场参数，连续采集100次。对于每一项流场参数，计算所得100个数据点的最大值和最小值，若二者与目标值的差距满足技术指标要求，即认为该项流场参数已达到目标稳态。若三项流场参数均已达到目标稳态精度，执行步骤S403。

步骤S403，工况已到位，可以进行试验数据采集。

步骤S500，吹风试验后，对吹风试验的数据进行采集与存储。

具体的，总控向需要采集试验数据的各测量系统发送“采集试验数据”命令，各测量系统在完成规定的数据采集和存储工作后，向总控发送“试验数据采集完毕”信号。收到该信号后，该次工况吹风试验完成。总控判断所有吹风试验工况是否完成，若已完成，则执行步骤S600，否则执行步骤S200。

步骤S600，完成所有吹风试验后有序关闭各分系统，使风洞处于静默状态。

具体的，总控向除冷却水系统、供配气系统两个保障系统之外的所有系统发送“试验结束”命令，各系统按照预定流程完成系统停机工作后，各自向总控发送“试验结束已完成”信号。收到该信号后，总控向供配气系统发送“试验结束”命令，供配气系统关闭所有供气路后，向总控发送“试验结束已完成”信号。收到该信号后，总控向冷却水系统发送“试验结束”命令，冷却水系统关闭所有供水路后，向总控发送“试验结束已完成”信号。

其次参照附图描述根据本发明实施例提出的大型低温风洞自动化吹风试验系统。

图2为本发明一个实施例的大型低温风洞自动化吹风试验系统结构示意图。

如图2所示，该大型低温风洞自动化吹风试验系统包括：

输入模块501，读取目标试验参数模块502，试验准备模块503、参数调节模块，目标工况到位判断模块508，试验数据采集模块509，试验结束模块510，其中所述参数调节模块包括变温单元504，变压单元505，姿态角控制单元506，流场参数精确控制单元507；

所述输入模块501，用于设置吹风试验的目标任务单，所述目标任务单至少包括一条按序排列的目标试验工况，每条所述目标试验工况具有试验目标参数；

所述试验准备模块503，用于调整风洞中的执行机构为初始状态；

所述读取目标试验参数模块502，用于根据所述目标任务单依次执行吹风试验；

所述目标工况到位判断模块508，用于通过比较试验参数的当前参数与试验目标参数是否一致，判断风洞状态是否达到目标试验工况；

所述试验数据采集模块509，用于吹风试验后，对吹风试验的数据进行采集与存储；以及

所述试验结束模块510，用于有序关闭各系统，使风洞处于静默状态。

所述变温单元504，用于通过大范围变温实现风洞当前总温与试验目标总温一致；

所述变压单元505，用于通过大范围变压实现风洞当前总压与试验目标总压一致；

所述姿态角控制单元506，用于控制模型支撑机构运动使实际模型姿态角与试验目标模型姿态角一致；

所述流场参数精确控制单元507，用于对风洞总温、总压和马赫数三项流场参数进行L1自适应控制方法精确闭环控制，使其稳态精度满足技术指标。

需要说明的是，前述对方法实施例的解释说明也适用于该实施例的系统，此处不再赘述。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、 “示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种大型低温风洞自动化吹风试验方法，其特征在于：包括

设置吹风试验的目标任务单，所述目标任务单至少包括一条按序排列的目标试验工况，每条所述目标试验工况具有试验目标参数；

调整风洞中的执行机构为初始状态；

根据所述目标任务单依次执行吹风试验；

将风洞当前参数调节与试验目标参数一致；

通过比较试验参数的当前参数与试验目标参数是否一致，判断风洞状态是否达到目标试验工况；

吹风试验后，对吹风试验的数据进行采集与存储；

有序关闭各系统，使风洞处于静默状态。

2.根据权利要求1所述大型低温风洞自动化吹风试验方法，其特征在于：所述试验目标参数和当前参数至少包括总温、总压、马赫数和模型姿态角。

3.根据权利要求2所述大型低温风洞自动化吹风试验方法，其特征在于：所述将风洞当前参数调节与试验目标参数一致的方法是：

通过大范围变温实现风洞当前总温与试验目标总温一致；

通过大范围变压实现风洞当前总压与试验目标总压一致；

控制模型支撑机构运动使实际模型姿态角与试验目标模型姿态角一致；以及

对风洞当前总温、当前总压和当前马赫数三项流场参数进行精确闭环控制，使其稳态精度满足技术指标。

4.根据权利要求3所述大型低温风洞自动化吹风试验方法，其特征在于：所述三项流场参数的精确闭环控制采用L1自适应控制方法。

5.根据权利要求4所述大型低温风洞自动化吹风试验方法，其特征在于：通过比较试验参数的当前参数与试验目标参数是否一致，判断风洞状态是否达到目标试验工况的具体方法是：

步骤一、读取模型姿态角测量系统或半模模型车控制系统反馈的实时姿态角，与目标模型姿态角进行比较，若二者误差满足技术指标，执行步骤二；

步骤二、以设置时间为间隔进行采样，每次同时采集总温、总压、马赫数三项流场参数，连续采集设置的次数；对于每一项流场参数，计算所得与采集次数对应个数的数据点的最大值和最小值，若二者与目标值的差距满足技术指标要求，即认为该项流场参数已达到目标稳态；若三项流场参数均已达到目标稳态精度，执行步骤三；

步骤三、工况已到位，可以进行试验数据采集。

6.根据权利要求3所述大型低温风洞自动化吹风试验方法，其特征在于：通过大范围变温实现风洞当前总温与试验目标总温一致的具体方法是：

计算目标试验工况的目标总温与风洞当前总温之差的绝对值；

若该绝对值小于30K，不采取任何动作；

若目标试验工况的目标总温大于风洞当前总温超过30K，则采取升温操作，升温速率固定为1.2K/min，首先关闭风洞的液氮喷射系统，使喷入风洞内的液氮量为零；其次调节压缩机转速，初始值为120r/min，采用PID控制策略调节压缩机转速对风洞总温进行控制，PID温度控制的目标温度每隔1min增加1.2K；同时采用PID控制策略以风洞总压为反馈调节排气系统排气阀的开度，确保洞内总压维持在当前状态不变；当风洞总温上升至比目标试验工况的目标总温高5K后，PID温度控制的目标温度不再变化，2min后，修改PID温度控制的温度值为目标试验工况的目标总温；

若目标总温小于风洞当前总温超过30K，则采取降温操作，降温速率固定为1.2K/min；首先固定压缩机转速在100r/min；其次调节液氮喷射系统注入风洞内的液氮质量流量，初始值为5 kg/s，采用PID控制策略调节液氮质量流量对风洞总温进行控制，PID温度控制的目标温度每隔1min减少1.2K；同时采用PID控制策略以洞内总压为反馈调节排气系统排气阀的开度，确保洞内总压维持在当前状态不变；当风洞总温下降至比目标试验工况的目标总温低5K后，PID温度控制的目标温度不再变化，2min后修改PID温度控制的温度值为目标试验工况的目标总温。

7.根据权利要求3所述大型低温风洞自动化吹风试验方法，其特征在于：通过大范围变压实现风洞当前总压与试验目标总压一致的具体方法是：

计算目标试验工况的目标总压与风洞当前总压之差的绝对值；

若该绝对值小于60kPa，不采取任何动作；

若目标试验工况的目标总压大于风洞当前总压超过60kPa，则采取增压操作，增压速率固定为10kPa/min；首先关闭排气系统的排气阀，其次调节液氮喷射系统注入风洞内的液氮质量流量，初始值为3kg/s，采用PID控制策略调节液氮质量流量对风洞总压进行控制，PID压力控制的目标压力每隔1min增加10kPa；同时采用PID控制策略以洞内总温为反馈调节压缩机转速，确保洞内总温维持在当前状态不变；当风洞总压上升至目标试验工况的目标总压后，将PID压力控制的目标压力设置为目标试验工况的目标总压；

若目标试验工况的目标总压小于风洞当前总压超过60kPa，则采取泄压操作，泄压速率固定为10kPa/min；首先固定压缩机转速在90r/min，其次固定液氮喷射系统注入风洞内的液氮质量流量为0.6kg/s，同时采用PID控制策略调节排气系统排气阀的开度对风洞总压进行控制，PID压力控制的目标压力每隔1min减少10kPa；当风洞总压下降至目标试验工况的目标总压后，将PID压力控制的目标压力设置为目标试验工况的目标总压。

8.根据权利要求3所述大型低温风洞自动化吹风试验方法，其特征在于：控制模型支撑机构运动使实际模型姿态角与试验目标模型姿态角一致的具体方法是：

步骤S1，判断目标工况试验参数中的目标模型类型与洞内实际的模型类型是否一致，若一致，执行步骤S2，否则发出报警并执行步骤S11；

步骤S2，若洞内实际的模型类型为半模模型时，执行步骤S3，否则执行步骤S5；

步骤S3，风洞总控将目标试验工况的目标半模转窗角度设定半模模型车的目标转窗角度，并向其控制系统发送“半模转窗开始运动”命令，执行步骤S4；

步骤S4，半模模型车控制系统调整半模转窗到目标角度后向总控回复“半模转窗运动到位”信号，总控收到该信号后，执行步骤S11；

步骤S5，若洞内实际的模型类型为全模模型时，执行步骤S6，否则执行步骤S11；

步骤S6，风洞总控将目标试验工况的目标全模攻角设定全模模型车的目标攻角，将目标试验工况的目标全模滚转角设定全模模型车的目标滚转角，向其控制系统发送“攻角开始运动”命令和“滚转角开始运动”命令，执行步骤S7；

步骤S7，全模模型车控制系统调整攻角和滚转角使二者的编码器反馈均与收到的目标角度一致，然后向总控回复 “攻角运动到位”信号和“滚转角运动到位”信号，总控收到这两个信号后，执行步骤S8；

步骤S8，总控读取模型姿态角测量系统反馈的实际攻角和实际滚转角，计算目标试验工况的目标全模攻角、目标全模滚转角与实际攻角、实际滚转角的差值，执行步骤S9；

步骤S9，若该差值的绝对值大于0.01度，则将该差值与上一次发送给全模模型车的目标角度相加后作为全模模型车新的目标运动角度，总控继续向全模模型车控制系统发送“攻角开始运动”命令或“滚转角开始运动”命令，执行步骤S10；

步骤S10，重复执行步骤S7、步骤S8和步骤S9，直到目标试验工况的目标全模攻角、目标全模滚转角与实际攻角、实际滚转角均相差不超过0.01度；

步骤S11，结束模型姿态角控制。

9.一种大型低温风洞自动化吹风试验系统，其特征在于：包括

输入模块，用于设置吹风试验的目标任务单，所述目标任务单至少包括一条按序排列的目标试验工况，每条所述目标试验工况具有试验目标参数；

试验准备模块，用于调整风洞中的执行机构为初始状态；

读取目标试验参数模块，用于根据所述目标任务单依次执行吹风试验；

参数调节模块，用于将风洞当前参数调节与试验目标参数一致；

目标工况到位判断模块，用于通过比较试验参数的当前参数与试验目标参数是否一致，判断风洞状态是否达到目标试验工况；

试验数据采集模块，用于吹风试验后，对吹风试验的数据进行采集与存储；以及

试验结束模块，用于有序关闭各系统，使风洞处于静默状态。

10.根据权利要求9所述大型低温风洞自动化吹风试验系统，其特征在于：所述参数调节模块包括

变温单元，用于通过大范围变温实现风洞当前总温与试验目标总温一致；

变压单元，用于通过大范围变压实现风洞当前总压与试验目标总压一致；

姿态角控制单元，用于控制模型支撑机构运动使实际模型姿态角与试验目标模型姿态角一致；

流场参数精确控制单元，用于对风洞当前总温、当前总压和当前马赫数三项流场参数进行L1自适应控制方法精确闭环控制，使其稳态精度满足技术指标。

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