CN116126051B - 一种高空模拟试车台进气系统温度控制方法 - Google Patents

一种高空模拟试车台进气系统温度控制方法 Download PDF

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CN116126051B CN202310107562.5A CN202310107562A CN116126051B CN 116126051 B CN116126051 B CN 116126051B CN 202310107562 A CN202310107562 A CN 202310107562A CN 116126051 B CN116126051 B CN 116126051B
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Abstract

本发明提出一种高空模拟试车台进气系统温度控制方法，属于航空发动机高空模拟试车台控制领域。包括以下步骤：对液压伺服机构进行机理分析与建模；对管道容腔进行机理分析与建模；基于管道容腔温度变化模型和双幂次趋近律设计管道容腔温度控制器；基于液压伺服机构模型和双幂次趋近律设计内环液压伺服控制器。仿真结果表明，本发明提出的一种基于双幂次趋近律的高空模拟试车台进气系统温度控制方法，相比传统的基于前馈PID的无模型控制器，能够更好地改善航空发动机高空测试台运行过程中的动态品质，具有更好的抗干扰能力，这为航空发动机性能测试工作的顺利和有效进行提供了重要保障。

Description

一种高空模拟试车台进气系统温度控制方法
技术领域
本发明涉及航空发动机高空模拟试车台控制领域，具体涉及一种基于双幂次趋近律的高空模拟试车台进气系统温度控制方法。
背景技术
在航空发动机高空模拟试车台的众多控制子系统中，进气温度控制子系统是一个极为关键的控制子系统，因为该系统对于维持发动机进气温度的稳态和瞬态条件发挥着决定性的作用。进气温度控制子系统的结构组成复杂，各个组成部件之间呈现高度非线性耦合的特性，这使得人们无法轻易获得该系统的精确建模。因此，过去的实际应用中通常采用非模型的控制方法来避免进气温度控制子系统建模误差对系统控制效果产生的影响。
目前我国采用的针对进气温度控制子系统的控制器主要是基于前馈PID的无模型控制器，该控制器在一定程度上能够满足航空发动机对高空模拟试车台动态品质的要求。然而，这种非模型的控制方法在扰动抑制、稳态精度、动态响应性和快速稳定性方面都无法满足未来航空发动机对高空模拟试车台更高品质的要求。因此，需要一种相对完整且精确的建模方式来对进气温度控制子系统的各个组成部件进行综合分析和建模，并在建模的基础上设计一种能够满足航空发动机对高空模拟试车台测试环境要求的控制方法。
发明内容
为解决现有技术存在的问题，本发明提出一种基于双幂次趋近律的高空模拟试车台进气系统温度控制方法。
该方法包含机理建模和控制器设计两部分，其中机理建模能够根据系统组成部件之间的特性和因果关系，找出反映内部机理的规则，然后建立完整且精确的数学模型。而控制器设计是在机理建模的基础上，利用了双幂次趋近律和滑模控制策略来设计高空模拟试车台进气系统温度控制器，该控制器包含内环的液压伺服系统控制器以及外环的温度控制器，外环的温度控制器产生内环液压伺服系统控制器所需的伺服跟踪指令，内环的液压伺服系统控制器产生伺服控制指令用于控制液压伺服系统。
本发明提出的基于双幂次趋近律的高空模拟试车台进气系统温度控制方法，相比传统的基于前馈PID的无模型控制器，能够更好地改善航空发动机高空测试台运行过程中的动态品质，具有更好的抗干扰能力，这为航空发动机性能测试工作的顺利和有效进行提供了重要保障。
本发明的技术方案为：
所述一种高空模拟试车台进气系统温度控制方法，包括以下步骤：
步骤1：对高空模拟试车台进气系统液压伺服机构进行机理分析与建模。
所述液压伺服机构分为五个部分：电液伺服阀、液压缸、液压伺服控制器、传动机构以及调节阀。下面分别对电液伺服阀、液压缸、传动机构以及调节阀部分建模：
(1)对电液伺服阀进行建模，模型如下：
式中：Q0为电液伺服阀的输出流量；udian为电液伺服阀的输入控制信号，该控制信号来自液压伺服控制器；Kq为电液伺服阀的流量增益；ωsv为电液伺服阀的固有频率；εsv为电液伺服阀的阻尼比。
(2)对液压缸进行建模，建模过程中，采用液压缸滑阀的流量方程、液压缸流量连续性方程和液压缸与负载的力平衡方程描述液压缸的动态特性，这三个方程的拉普拉斯变换式分别为：
QL＝KqxV-KcPL
ApPL＝mtxps2+Bpxps+Kxp+FL
上面3个式子中，QL为液压缸滑阀的流量、Kq为滑阀的流量增益、xV为滑阀阀芯位移量、Kc为滑阀的流量-压力系数、PL为负载压降、Ctp为液压缸总泄漏系数、K为负载弹簧刚度、βε为液体体积弹性模量、mt为活塞和负载转换到活塞上的总质量、FL为外负载力、Bp为活塞及负载的黏性阻尼系数、Ap为液压缸活塞有效面积、xp为液压缸活塞位移。接着对上面三个式子进行合并，消去中间变量QL和PL，在不考虑黏性阻尼系数Bp和负载等情况下得到简化的液压缸传递函数为：
式中：ωh为液压缸固有频率，εh为液压缸阻尼比，/>xV为滑阀阀芯位移量，其值与电液伺服阀的输出流量Q0成比例关系：xV＝Tr·Q0，Tr为滑阀阀芯位移量系数。xP为液压缸活塞位移。所以，液压缸传递函数又可以写成：
(3)用状态空间方程对传动机构和调节阀进行整体建模，模型如下：
式中：θ为调节阀的实际开合角度，A和B为系数，xp为液压缸活塞位移。因此，传动机构和调节阀的传递函数可以表示为：
式中：θ为调节阀的实际开合角度，A和B为系数，xp为液压缸活塞位移。
(4)根据前面构建的电液伺服阀模型、液压缸模型、传动机构和调节阀模型，构建得到完整的液压伺服机构传递函数为：
式中：θ为调节阀的实际开合角度。udian为电液伺服阀的输入控制信号，该控制信号来自液压伺服控制器。Kq为电液伺服阀的流量增益。ωsv为电液伺服阀的固有频率。εsv为电液伺服阀的阻尼比。ωh为液压缸固有频率。εh为液压缸阻尼比。Tr为滑阀阀芯位移量系数。Ap为液压缸活塞有效面积。A和B为状态系数。液压伺服控制器将在步骤4中构建。
步骤2：对高空模拟试车台进气系统管道容腔进行机理分析与建模。
(1)构建理想气体状态方程为：
pV＝mRT
式中：m表示气体物质的量，p为理想气体的压强，R为理想气体常数，T为理想气体的热力学温度，V为理想气体的体积。
(2)将理想气体状态方程进行微分，得到气体状态的微分方程：
(3)构建气体的内能方程为：
U＝m(h-RT)
式中：U为气体热力学能，h为气体焓值。
(4)接着将气体的内能方程进行微分得到气体的内能的微分方程：
(5)根据气体内能变化理论相关的知识，构建单位气体的焓值公式微分形式为：
式中：CP为气体比定压热容。
(6)将单位气体的焓值公式微分形式带入气体的内能方程的微分方程中，得到：
(7)将上式与理想气体状态方程联立求解，可消去气体质量m，得到：
(8)构建容腔进出口的流量变化速率和能量变化速率公式为：
式中：为容腔进出口的流量变化速率，/>为容腔进出口的能量变化速率。
(9)将(7)中的式子与气体状态的微分方程联立，并结合容腔进出口的流量变化速率和能量变化速率公式，得到气体温度随时间的微分方程为：
上式便是管道容腔的温度变化模型，式中R为理想气体常数；T为理想气体的热力学温度；p为理想气体的压强；V为理想气体的体积；h为气体焓值；Cp为气体比定压热容；Win为进入容腔的气体流量；Wout为排出容腔的气体流量；hin为流入气体焓值；hout为排出气体焓值。
(10)设定ΔW＝Win-Wout，并假设hin＝hout＝h，则(9)中的管道容腔的温度变化模型可以改写为：
因此管道容腔的温度变化模型的传递函数为：
式中：Tout为管道容腔排出气体的温度，Tin为管道容腔流入气体的温度。
步骤3：基于管道容腔温度变化模型设计管道容腔温度控制器。
(1)定义温度跟踪误差Te为：
Te＝Tout-Td
式中，Tout为温度传感器测得的管道容腔排出气体的温度，Td为期望的管道容腔温度。
(2)对温度跟踪误差Te进行微分，得到温度跟踪误差微分方程为：
式中便是步骤2中构建的管道容腔的温度变化模型/>
(3)设计滑模函数为：
ST＝Te
式中：Te为(1)中的温度跟踪误差。
(4)对滑模函数求导，得到滑模函数微分方程：
(5)为了使控制器无论在远离滑动模态还是在接近滑动模态的空间内均具有快速收敛能力，本发明设计了双幂次滑模趋近律，其数学表达式为：
式中：k1T,k2T,r1T,r2T,εT均为无量纲参数。求解该双幂次滑模趋近律微分方程，可以得到双幂次滑模趋近律的微分解为ST *。
(6)联立温度跟踪误差微分方程、滑模函数微分方程以及双幂次滑模趋近律公式的微分解ST *，便可求解得到进气系统温度控制器的表达形式为：
式中：P是代表理想气体的压强；V为理想气体的体积；Cp为气体比定压热容；R为理想气体常数；ST *为双幂次滑模趋近律公式的微分解；Td为期望的管道容腔温度；ΔW为容腔流入气体和流入气体的流量差，可通过流量传感器测得。
(7)进气系统温度控制器的输出u将作为液压伺服机构的输入传入液压伺服机构。
步骤4：基于液压伺服机构模型设计内环液压伺服控制器。
(1)定义调节阀的开合角度跟踪误差Δθ为
Δθ＝θd-θ
式中，θd为期望的调节阀的开合角度，其值等于进气系统温度控制器的输出u。θ为调节阀的实际开合角度。
(2)对调节阀的开合角度跟踪误差Δθ进行微分，得到调节阀开合角度跟踪误差微分方程为：
式中便是步骤1中构建的液压伺服机构模型的时域表达形式。
(3)设计滑模函数为：
ST2＝Δθ
式中：Δθ为调节阀的开合角度跟踪误差。
(4)对上述滑模函数求导，得到滑模函数微分方程：
(5)为了使控制器无论在远离滑动模态还是在接近滑动模态的空间内均具有快速收敛能力，本发明设计了双幂次滑模趋近律，其数学表达式为：
式中，k3T,k4T,r3T,r4T,εT3均为无量纲参数。求解该双幂次滑模趋近律微分方程，可以得到双幂次滑模趋近律的微分解为ST2 *。
(6)联立调节阀开合角度跟踪误差微分方程、滑模函数微分方程以及双幂次滑模趋近律公式的微分解ST2 *，便可求解得到内环液压伺服控制器的S域表达形式为：
从而得到电液伺服阀的输入控制信号udian。
一种计算机系统，包括：一个或多个处理器，计算机可读存储介质，用于存储一个或者多个程序，其中，当所述一个或者多个程序被所述一个或者多个处理器执行时，使得所述一个或者多个处理器实现如上所述的方法。
一种计算机可读存储介质，存储有计算机可执行指令，所述指令在被执行时用于实现如上所述的方法。
一种计算机程序，包括计算机可执行指令，所述指令在被执行时用于实现如上所述的方法。
有益效果
本发明提出基于双幂次趋近律的高空模拟试车台进气系统温度控制方法，相比传统的基于前馈PID的无模型控制器，能够更好地改善航空发动机高空测试台运行过程中的动态品质，具有更好的抗干扰能力，这为航空发动机性能测试工作的顺利和有效进行提供了重要保障。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1是高空模拟试车台进气系统中的前室温度调节子系统结构图。
图2是本发明方法流程图。
图3是液压伺服机构结构组成图。
图4是液压缸工作原理图。
图5是管道容腔示意图。
图6是无干扰下本发明设计的温度控制器和传统的PID+前馈的温度控制器的跟踪控制效果对比图。
图7是有干扰下本发明设计的温度控制器和传统的PID+前馈的温度控制器的跟踪控制效果对比图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
参照图1所示的进气系统的前室温度调节子系统，可知，该系统主要由四个模块组成：
1)液压伺服机构。为调节阀的转动提供驱动力，是整个高空台温度控制系统的关键。调节阀是控制整个系统温度的直接控制元件，不同的阀门开度、前后压差与温度等因素都会引起调节阀流量特性的改变；
2)管道容腔。位于高空舱与阀门中间的容腔，其内部状态决定着高空舱与阀门工作特性；
3)温度控制器：控制器通过控制液压伺服机构，控制着高空模拟试车台最终输出的温度，控制器效果的好坏直接决定了高空模拟试车台输出温度的准确度、速度和稳定性。
4)温度传感器：温度传感器测得管道容腔排出气体的温度，并传递给温度控制器。
参照图2所示的本发明方法流程图。
本发明的执行步骤1为：对液压伺服机构进行机理分析与建模。
1)构建液压伺服机构的完整控制结构。
液压伺服机构主要包括：液压伺服控制器、电液伺服阀、液压缸、液压站、传动机构和调节阀。
液压站为电液伺服阀提供液压动力，输入角度信号通过液压伺服控制器转化为控制信号，该信号使电液伺服阀输出相应的液压油流量。液压缸接受伺服阀输出的液压油流量，从而推动液压缸活塞杆运动。液压缸活塞杆的伸长通过传动机构推动调节阀转动。角位移传感器将调节阀的实际转动角度反馈给控制器，从而完成系统的闭环反馈，实现液压执行机构对调节阀转动角度的精确控制。可见液压伺服机构组成十分复杂，因此本发明在不影响液压伺服机构整体功能的前提下对液压伺服机构进行化简，化简后液压伺服机构可主要分为五个部分：液压伺服控制器、电液伺服阀、液压缸、传动机构以及调节阀，如图3所示。下面将对除液压伺服控制器以外的其他组成部分进行机理分析和建模。
2)首先对电液伺服阀进行建模，建模过程中，可以将电液伺服阀视为射流管型力反馈流量控制阀，即电液伺服阀的传递函数可以近似简化为二阶震荡环节，即：
式中：Q0为电液伺服阀的输出流量；udian为电液伺服阀的输入控制信号，该控制信号来自液压伺服控制器；Kq为电液伺服阀的流量增益；ωsv为电液伺服阀的固有频率；εsv为电液伺服阀的阻尼比。
3)接着根据图4所示的液压缸工作原理对液压缸进行建模，建模过程中，常用液压缸滑阀的流量方程、液压缸流量连续性方程和液压缸与负载的力平衡方程描述液压缸的动态特性，这三个方程的拉普拉斯变换式分别为：
QL＝KqxV-KcPL
ApPL＝mtgps2+Bpxps+Kxp+FL
上面3个式子中，QL为滑阀的流量、Kq为滑阀的流量增益、xV为滑阀阀芯位移量、Kc为滑阀的流量-压力系数、PL为负载压降、Ctp为液压缸总泄漏系数、K为负载弹簧刚度、βε为液体体积弹性模量、mt为活塞和负载转换到活塞上的总质量、FL为外负载力、Bp为活塞及负载的黏性阻尼系数、Ap为液压缸活塞有效面积、xp为液压缸活塞位移。接着对上面三个式子进行合并，消去中间变量QL和PL，在不考虑黏性阻尼系数Bp和负载等情况下得到简化的液压缸传递函数为：
式中：ωh为液压缸固有频率，εh为液压缸阻尼比，/>xV为滑阀阀芯位移量，其值与电液伺服阀的输出流量Q0成比例关系：xV＝Tr·Q0，Tr为滑阀阀芯位移量系数。xP为液压缸活塞位移。所以，液压缸传递函数又可以写成：
4)接着对传动机构和调节阀进行建模，由于液压伺服系统中的传动机构和调节阀通常为一个整体部件，因此可用状态空间方程表示为：
式中：θ为调节阀的实际开合角度，A和B为系数，xp为液压缸活塞位移。因此，传动机构和调节阀的传递函数可以表示为：
式中：θ为调节阀的实际开合角度，A和B为系数，xp为液压缸活塞位移。
5)根据前面构建的电液伺服阀模型、液压缸模型、传动机构和调节阀模型，构建得到完整的液压伺服机构传递函数为：
式中：θ为调节阀的实际开合角度。udian为电液伺服阀的输入控制信号，该控制信号来自液压伺服控制器。Kq为电液伺服阀的流量增益。ωsv为电液伺服阀的固有频率。εsv为电液伺服阀的阻尼比。ωh为液压缸固有频率。εh为液压缸阻尼比。Tr为滑阀阀芯位移量系数。Ap为液压缸活塞有效面积。A和B为状态系数。
液压伺服控制器将在步骤4中构建。
本发明的执行步骤2为：对管道容腔进行机理分析与建模。
(1)对管道容腔的机理进行分析：管道容腔的进口气体流量主要有发动机排出燃气和高空舱内的二股流流量，出口为阀门排出气体流量。因此可以将管道容腔简化为两进一出的流路形式，如图5所示。假定存在一个体积为V的容腔，进入容腔的气体的参数为温度Tin，压力Pin，流量Win，排出容腔气体的参数为温度Tout，压力Pout，流量Wout。如果气体不可压缩，绝热且无流动损失，则管道容腔内进出口流量就会相同，且压力和温度保持稳定。如果气体可压缩，则在动态过程中，容腔内存在质量和能量的变化，进出口气体压力、温度满足一定的微分关系。
(2)构建理想气体状态方程为：
pV＝mRT
式中：m表示气体物质的量，p是代表理想气体的压强，R为理想气体常数，T为理想气体的热力学温度，V为理想气体的体积。
(3)将理想气体状态方程进行微分，得到气体状态的微分方程：
(4)构建气体的内能方程为：
U＝m(h-RT)
式中：U为气体热力学能，h为气体焓值。
(5)接着将气体的内能方程进行微分得到气体的内能的微分方程：
(6)根据气体内能变化理论相关的知识，构建单位气体的焓值公式微分形式为：
式中：CP为气体比定压热容。
(7)将单位气体的焓值公式微分形式带入气体的内能方程的微分方程中，得到：
(8)将上式与理想气体状态方程联立求解，可消去气体质量m，得到：
(9)构建容腔进出口的流量变化速率和能量变化速率公式为：
式中：为容腔进出口的流量变化速率，/>为容腔进出口的能量变化速率。
(10)将(8)中的式子与气体状态的微分方程联立，并结合容腔进出口的流量变化速率和能量变化速率公式，得到气体温度随时间的微分方程为：
上式便是管道容腔的温度变化模型，式中R为理想气体常数；T为理想气体的热力学温度；p是代表理想气体的压强；V为理想气体的体积；h为气体焓值；Cp为气体比定压热容；Win为进入容腔的气体流量；Wout为排出容腔的气体流量；hin为流入气体焓值；hout为排出气体焓值。
(11)设定ΔW＝Win-Wout，并假设hin＝hout＝h，则(10)中的管道容腔的温度变化模型可以改写为：
因此管道容腔的温度变化模型的传递函数为：
式中：Tout为管道容腔排出气体的温度，Tin为管道容腔流入气体的温度。
本发明的执行步骤3为：基于管道容腔温度变化模型设计管道容腔温度控制器。
(1)定义温度跟踪误差Te为：
Te＝Tout-Td
式中，Tout为温度传感器测得的管道容腔排出气体的温度，Td为期望的管道容腔温度。
(2)对温度跟踪误差Te进行微分，得到温度跟踪误差微分方程为：
式中便是步骤二中构建的管道容腔的温度变化模型/>
(3)设计滑模函数为：
ST＝Te
式中：Te为(1)中的温度跟踪误差。
(4)对滑模函数求导，得到滑模函数微分方程：
(5)为了使控制器无论在远离滑动模态还是在接近滑动模态的空间内均具有快速收敛能力，本发明设计了双幂次滑模趋近律，其数学表达式为：
式中：k1T,k2T,r1T,r2T,εT均为无量纲参数。求解该双幂次滑模趋近律微分方程，可以得到双幂次滑模趋近律的微分解为ST *。需要注意，双幂次滑模趋近律的微分解为ST *没有具体的数学表达式，可以通过计算机计算得到。
(6)联立温度跟踪误差微分方程、滑模函数微分方程以及双幂次滑模趋近律公式的微分解ST *，便可求解得到进气系统温度控制器的表达形式为：
式中：p是代表理想气体的压强；V为理想气体的体积；Cp为气体比定压热容；R为理想气体常数；ST *为双幂次滑模趋近律公式的微分解；Td为期望的管道容腔温度；ΔW为容腔流入气体和流入气体的流量差，可通过流量传感器测得。
(7)进气系统温度控制器的输出u将作为液压伺服机构的输入传入液压伺服机构。
本发明的执行步骤4为：基于液压伺服机构模型设计内环液压伺服控制器。
(1)定义调节阀的开合角度跟踪误差Δθ为
Δθ＝θd-θ
式中，θd为期望的调节阀的开合角度，其值等于进气系统温度控制器的输出u。θ为调节阀的实际开合角度。
(2)对调节阀的开合角度跟踪误差Δθ进行微分，得到调节阀的开合角度跟踪误差微分方程为：
式中便是步骤一中构建的液压伺服机构模型的时域表达形式。
(3)设计滑模函数为：
ST2＝Δθ
式中：Δθ为调节阀的开合角度跟踪误差。
(4)对上述滑模函数求导，得到滑模函数微分方程：
(5)为了使控制器无论在远离滑动模态还是在接近滑动模态的空间内均具有快速收敛能力，本发明设计了双幂次滑模趋近律，其数学表达式为：
式中，k3T,k4T,r3T,r4T,εT3均为无量纲参数。求解该双幂次滑模趋近律微分方程，可以得到双幂次滑模趋近律的微分解为ST2 *。需要注意，双幂次滑模趋近律的微分解为ST2 *没有具体的数学表达式，可以通过计算机计算得到。
(6)联立调节阀开合角度跟踪误差微分方程、滑模函数微分方程以及双幂次滑模趋近律公式的微分解ST2 *，便可求解得到内环液压伺服控制器的S域表达形式为：
结合图6和图7所示的无/有干扰下本发明设计的温度控制器和传统的PID+前馈的温度控制器的跟踪控制效果对比图可知，在无干扰时，本发明设计的温度控制器有着更小的跟踪误差，而在有干扰时，本发明设计的温度控制器比传统的PID+前馈的温度控制器有着更强的抗干扰能力。
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不脱离本发明的原理和宗旨的情况下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 (5)

1.一种高空模拟试车台进气系统温度控制方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤1：对高空模拟试车台进气系统液压伺服机构进行建模，所述液压伺服机构分为五个部分：电液伺服阀、液压缸、液压伺服控制器、传动机构以及调节阀；建模得到的液压伺服机构传递函数为：
式中：θ为调节阀的实际开合角度；udian为电液伺服阀的输入控制信号，该控制信号来自液压伺服控制器；Kq为电液伺服阀的流量增益；ωsv为电液伺服阀的固有频率；εsv为电液伺服阀的阻尼比；ωh为液压缸固有频率；εh为液压缸阻尼比；Tr为液压缸滑阀阀芯位移量系数；Ap为液压缸活塞有效面积；A和B为状态系数；
步骤2：对高空模拟试车台进气系统管道容腔进行建模，得到管道容腔的温度变化模型的传递函数为：
式中：Tout为管道容腔排出气体的温度，Tin为管道容腔流入气体的温度；R为理想气体常数，p为理想气体的压强，V为理想气体的体积，CP为气体比定压热容，ΔW＝Win-Wout，Win为进入容腔的气体流量，Wout为排出容腔的气体流量；
步骤3：基于管道容腔温度变化模型的传递函数设计管道容腔温度控制器，温度控制器的表达形式为：
式中：p为理想气体的压强；V为理想气体的体积；Cp为气体比定压热容；R为理想气体常数；ST *为第一双幂次滑模趋近律公式的微分解；Td为期望的管道容腔温度；ΔW为容腔流入气体和流入气体的流量差；温度控制器的输出u作为液压伺服机构的输入传入液压伺服机构；所述第一双幂次滑模趋近律为：
式中：k1T,k2T,r1T,r2T,εT均为无量纲参数，ST＝Te，Te＝Tout-Td，Tout为温度传感器测得的管道容腔排出气体的温度，Td为期望的管道容腔温度；
步骤4：基于液压伺服机构模型设计内环液压伺服控制器，设计得到的内环液压伺服控制器的S域表达形式为：
式中，ωsv为电液伺服阀的固有频率；εsv为电液伺服阀的阻尼比；ωh为液压缸固有频率；εh为液压缸阻尼比；Kq为电液伺服阀的流量增益；Tr为液压缸滑阀阀芯位移量系数；Ap为液压缸活塞有效面积；A和B为状态系数；ST2 *为第二双幂次滑模趋近律的微分解；所述第二双幂次滑模趋近律为：
式中，k3T,k4T,r3T,r4T,εT3均为无量纲参数，ST2＝Δθ，Δθ＝θd-θ，θd为期望的调节阀的开合角度，其值等于温度控制器的输出u，θ为调节阀的实际开合角度。
2.根据权利要求1所述一种高空模拟试车台进气系统温度控制方法，其特征在于：步骤1中，通过对电液伺服阀、液压缸、传动机构以及调节阀部分分别建模，并根据构建的电液伺服阀模型、液压缸模型、传动机构和调节阀模型，构建得到完整的液压伺服机构传递函数；其中电液伺服阀模型如下：
式中：Q0为电液伺服阀的输出流量；udian为电液伺服阀的输入控制信号，该控制信号来自液压伺服控制器；Kq为电液伺服阀的流量增益；ωsv为电液伺服阀的固有频率；εsv为电液伺服阀的阻尼比；
液压缸传递函数为：
式中：xp为液压缸活塞位移，Q0为电液伺服阀的输出流量；Tr为液压缸滑阀阀芯位移量系数；Kq为电液伺服阀的流量增益；Ap为液压缸活塞有效面积；ωh为液压缸固有频率；εh为液压缸阻尼比；
传动机构和调节阀的整体传递函数为：
中：θ为调节阀的实际开合角度，A和B为系数，xp为液压缸活塞位移。
3.一种计算机系统，包括：一个或多个处理器，计算机可读存储介质，用于存储一个或者多个程序，其特征在于：当所述一个或者多个程序被所述一个或者多个处理器执行时，使得所述一个或者多个处理器实现权利要求1或2所述的方法。
4.一种计算机可读存储介质，存储有计算机可执行指令，其特征在于：所述指令在被执行时用于实现权利要求1或2所述的方法。
5.一种计算机程序，包括计算机可执行指令，其特征在于：所述指令在被执行时用于实现权利要求1或2所述的方法。
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