JPH0640050B2 - 吹出し式風洞の通気制御方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、電算機によって運転制御される吹出し式風洞
の通気の制御方法に関する。

〔従来の技術〕

吹出し式風洞は、第３図に示すように貯気槽１に貯えら
れた圧力空気を、調節できる調圧弁２、整流筒３及びノ
ズル４を経て測定胴５に導いて必要な測定を行いその後
大気に放散する。

上記型式の風洞においては、電算機から出力される信号
に基いて調圧弁２を制御することによって通気の制御が
行われている。このために、整流筒３内の澱み点圧力
（本明細書ではこれを風洞総圧と称する）をセンサによ
って検知して、センサ出力を電算機に導き、電算機から
センサ出力によって定められる調圧弁の弁開信号を出力
し、これに基いて調圧弁２の弁開度を調節するようにし
ている。

この場合、時点ｉにおける弁開信号lv(i)を次のように
設定して風洞総圧を設定値に保つ通気制御方式が用いら
れている。

但し、ΔP(i)＝Pset(i)−Po(i) こゝで Poset(i)：風洞総圧の設定値 Po(i) ：ｉ時における風洞総圧 Ｋ ：系の比例定数 Ｔ ：系の積分定数 である。

この方式を採用した通気制御ルーチンは第１図において
符号旧で示されている。

しかし、上記の制御方式等の従来の通気制御において
は、風洞の吐出流量に伴って貯気槽圧が急速に低下し、
制御ゲインの低下とそれによる風洞槽圧の負のオフセッ
ト増加がさけられず、この風洞総圧の低下を補正するた
めに、時間と共に強制入力信号を上記弁開信号に附加す
るいわゆるフィードフォワード方式が採用されることが
多い。

〔発明が解決しようとする問題点〕

風洞総圧は、風洞試験データに於ける重要なパラメータ
であり、その変動は風洞試験結果のすべてに影響を与え
ることゝなるので、その定圧性を保持することが必要で
ある。

一方、通気による貯気槽圧低下の程度は、設定するマッ
ハ数及び風洞総圧によって左右され、従って必要とする
フィードフォワード量には画一性がなく、強制入力信号
を弁開信号に附加する上記のフィードフォワード方式に
よる制御では十分ではない。

また、吹出し式風洞の通気制御において、調圧条件とし
て最も厳しいのは調圧初期（貯気槽満たん）における風
洞総圧のステップ状立上り時であり、このときの制御ゲ
インが貯気槽圧の低下と関りなく風洞の通風時全般で維
持できれば、貯気槽圧低下等の擾乱に対する収斂能力も
また充分なものとなる。

本発明は、上記の従来の問題点を解決しようとするもの
である。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明においては、吹出し式風洞において、調圧弁の弁
開度信号を出力する電算機に、各時点における風洞総圧
を貯気槽圧との信号を呼込み、この両信号に基いて電算
機からの調圧弁の弁開信号を出力し、これに基いて調圧
弁の弁開度を制御するようにした。

〔作用〕

各時点の風洞総圧と共に各時点の貯気槽圧の信号を電算
機に導いて電算機からこれら両信号に基づいて調圧弁の
開度を制御するようにした。即ち、従来の方式において
は調圧弁の弁開信号が“ｉ時点の風洞総圧”と“風洞総
圧設定値”差分の関数であったのを、本発明においては
調圧弁の弁開信号を“上記従来の弁開信号”×（貯気槽
初期圧／ｉ時点貯気槽圧）に変更した。従って、本発明
においては、設定されたマッハ数及び風洞総圧如何に係
らず、貯気槽圧の低下を常時補償して風洞総圧の定圧性
を保つことができると共に、制御ゲインの低下とこれに
よる風洞総圧の負のオフセットの発生を防ぐことができ
る。

〔実施例〕

本発明の一実施例を図面によって説明する。

第２図に示すとおり、整流筒３の風洞総圧（澱み点圧
力）は整流筒圧センサ16によって検出され、同センサ16
の出力信号は電算機11に入力される。また同時に貯気槽
１は圧力変換器18に接続されており、圧力変換器18は貯
気槽圧信号を電算機11に入力する。

電算機11は、所要の演算を行って、風洞総圧及び貯気槽
圧に基づいて定められる時点ｉにおける調圧弁の弁開信
号l_viを出力し、演算アンプ12、サーボアンプ13をへて
サーボバルブ14を制御し、アクチュエータ15を作動する
ことによって調圧弁２の弁開度が制御される。また弁開
度発振器17からの出力信号は、演算アンプ12にフィード
バックされている。

このような制御方式において、通気時全般にわたる制御
安定条件は、第２図(A),(B)に示される調節条件（この
調節条件は上記(1)式に示される）及び風洞特性の下で
は、貯気槽圧低下を補償する係数をＦとすると次の式
(2)で表わされる。

F・〔K(1+T_S)〕・〔(P_Ti/A_*)・(1/1+T_WS)〕＝定数…(2) こゝで Ｋ ：制御系の比例定数 Ｔ ：制御系の積分定数 P_T(i)：ｉ時点での貯気槽圧力 Ａ_＊ ：風洞ノズルの閉塞面積 Ｔ_Ｗ ：風洞整流筒の時定数 T_S,T_WSのサフィックスｓ：ラプラス関数の演算子 である。

ｉ時点での貯気槽圧P_T(i)の低下を補償する条件は、調
圧初期の貯気槽圧をP_T(o)とすると、 Ｆ＝P_T(o)/P_T(i) ……(3) である。

本実施例は、この条件を加えて吹出し式風洞の通気を制
御するようにした。

第１図に本実施例におる通気制御ルーチンの概念図が示
されている。同図におけるE_V,SPは前記(1)式における相
当する関数をプログラム内の変数で表わしたものであ
る。

任意の時点ｉにおける風洞総圧（整流筒の澱み点圧力）
P_oiと貯気槽圧P_Tiに基づく信号は電算機11に導かれ、電
算機11の内部クロックによって発せられるサンプリング
パルスの出力時に同両信号が電算機11に呼び込まれ、両
信号に基づいて調圧弁の弁開信号E_Vが出力され、これが
D/A変換（デジタル信号をアナログ信号に変換）されて
アナログ信号になって調圧弁の弁開度が制御される。

本実施例においては、上記(2),(3)式を考慮して、貯気
槽圧の低下に伴う制御ゲインの補償を可能にするため
に、調圧弁の弁開信号E_Vを次のように、設定するように
した。

E_V＝Ａ（ΔP_i＋SP)/P_Ti ……(4) こゝでＡ＝Ｋ・P_T(o)である。

即ち、従来の風洞総圧による調圧条件（第１図に（旧）
で示される）を上記新しい調圧条件（第１図に（新）で
示される）に変えて調圧弁を制御するようにした。

従って、本実施例においては、整流筒における風洞総圧
信号に加えて各時点での貯気槽圧の信号を電算機に呼び
込んで、両者に基づいて演算した上記弁開信号E_Vを出力
することによって、貯気槽圧の低下を補償して整流筒の
風洞総圧を設定値に保持することができる。

なお、上記第１図において、強制掃引と示される部分
は、通気初期の立上り期における強制掃引を行う場合を
示している。即ち通気初期においては、調圧弁の立上り
のタイムラグがって弁が開くまで若干の時間を要し、ま
た弁開作動が開始されたときに風洞総圧のオーバーシュ
ートやアクチュエータの逆スイングが起ることがある。
このため、立上りの短期間は、調圧弁を一定開度に保持
して気流の強制掃引を行って風洞総圧を設定値まで急速
に上げて、弁開に要する時間を短縮し風洞総圧のオーバ
ーシュートやアクチュエータの逆スイングを防ぎ、風洞
総圧が設定値に上昇すると上記の自動制御に切換えるよ
うにしている。

上記実施例によれば、通気時全般における風洞総圧の変
動量を設定圧力に対して２％の範囲内に抑えることがで
き、風洞試験結果に与える風洞総圧変動の影響をほゞ無
視できる程度に改善することができた。

〔発明の効果〕

上記実施例で具体的に説明したように、本発明は、風洞
総圧及び貯気槽圧によって通気制御を行うようにしたの
で、風洞の吐出空気量に伴って低下する貯気槽圧を常時
補償することができ、風洞総圧を設定した圧力に保つこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の通気制御ルーチンの概念
図、第２図は上記実施例の通気制御ブロック図、第３図
は吹出し式風洞の説明図である。 図面中、 １：貯気槽、２：調圧弁 ３：整流筒、４：ノズル ５：測定胴、11：電算機 15：アクチュエータ、16：整流筒圧センサ 18：貯気槽の圧力変換器 である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】風洞気流を貯気槽から弁開度が制御される
   調圧弁、整流筒、ノズル及び測定胴をへて大気に放散す
   る吹出し式風洞において、調圧弁の弁開信号を出力する
   電算機に各時点で検出された風洞総圧信号と貯気槽圧信
   号を呼込み、この両信号に基づいて電算機から調圧弁の
   弁開信号を出力し、この弁開信号によって調圧弁の弁開
   度を制御することを特徴とする吹出し式風洞の通気制御
   方法。