JPH0719989A - 吹出式風洞の圧力制御装置 - Google Patents
吹出式風洞の圧力制御装置Info
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- JPH0719989A JPH0719989A JP29080591A JP29080591A JPH0719989A JP H0719989 A JPH0719989 A JP H0719989A JP 29080591 A JP29080591 A JP 29080591A JP 29080591 A JP29080591 A JP 29080591A JP H0719989 A JPH0719989 A JP H0719989A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 通風初期に強制開のための弁開度を設定する
ことなく、自動的に、かつ急速に最適の弁開度に制御す
ることができるとともに、ノズルの交換や設定圧力の変
更があっても、制御パラメータを再設定する要なく、常
に最適の設定値が得られるようにする。 【構成】 圧力設定信号、加熱器４の出口温度信号およ
びノズル６の種別を判定するノズル信号とにより、ノズ
ル６からの流出空気流量を演算するフィードフォワード
演算部２４を備え、このフィードフォワード演算部２４
から出力されるフィードフォワード制御信号を、フィー
ドバック制御部２２から出力されるフィードバック制御
信号に加算器２５で加算し、その加算器２５から出力さ
れる流量制御信号を弁開度指令信号に変換して調圧弁３
に出力する弁特性演算部２３を設けている。
ことなく、自動的に、かつ急速に最適の弁開度に制御す
ることができるとともに、ノズルの交換や設定圧力の変
更があっても、制御パラメータを再設定する要なく、常
に最適の設定値が得られるようにする。 【構成】 圧力設定信号、加熱器４の出口温度信号およ
びノズル６の種別を判定するノズル信号とにより、ノズ
ル６からの流出空気流量を演算するフィードフォワード
演算部２４を備え、このフィードフォワード演算部２４
から出力されるフィードフォワード制御信号を、フィー
ドバック制御部２２から出力されるフィードバック制御
信号に加算器２５で加算し、その加算器２５から出力さ
れる流量制御信号を弁開度指令信号に変換して調圧弁３
に出力する弁特性演算部２３を設けている。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、一般に極超音速風洞
のような高マッハ数の空力試験を行う場合に使用される
吹出式風洞の圧力制御装置に関するものである。
のような高マッハ数の空力試験を行う場合に使用される
吹出式風洞の圧力制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図３は、この種の吹出式風洞の一般的な
構成を示す図であり、同図において、１は貯気槽で、高
圧の圧縮空気を貯える。３は調圧弁で、上記貯気槽１内
の高圧の圧縮空気が高圧導管２を経て導かれ、外部から
の信号により調整された弁開度に応じて一定の圧力に減
圧される。４は加熱器、５は集合胴、６はノズル、７は
測定部であり、上記調圧弁３で一定の圧力に減圧された
圧縮空気は、これら加熱器４、集合胴５、ノズル６およ
び測定部７を経由して真空槽８の内部へ放出される。な
お、ａは加熱器４の出口を締め切るための遮断弁、ｂは
測定部７を出た空気を冷却するための冷却器である。ま
た、上記加熱器４による空気加熱は、通例８００℃〜１
０００℃程度で、加速にともなう空気温度の低下によ
り、空気が液化することを防止するものである。
構成を示す図であり、同図において、１は貯気槽で、高
圧の圧縮空気を貯える。３は調圧弁で、上記貯気槽１内
の高圧の圧縮空気が高圧導管２を経て導かれ、外部から
の信号により調整された弁開度に応じて一定の圧力に減
圧される。４は加熱器、５は集合胴、６はノズル、７は
測定部であり、上記調圧弁３で一定の圧力に減圧された
圧縮空気は、これら加熱器４、集合胴５、ノズル６およ
び測定部７を経由して真空槽８の内部へ放出される。な
お、ａは加熱器４の出口を締め切るための遮断弁、ｂは
測定部７を出た空気を冷却するための冷却器である。ま
た、上記加熱器４による空気加熱は、通例８００℃〜１
０００℃程度で、加速にともなう空気温度の低下によ
り、空気が液化することを防止するものである。
【０００３】上記のような風洞においては、貯気槽１に
貯えられた圧縮空気のみで通風し、かつ通風後の空気の
すべてを真空槽８の内部に放出するため、通風時間が通
例で数秒から数十秒程度の極く短時間に制限されてお
り、その間にすべての計測を終了しなければならない。
また、通風により貯気槽１の内部の圧縮空気を放出して
真空槽８の圧力を上昇させた後、再試験のために貯気槽
１を再充填して真空槽８を再び所定の真空にするために
は、数時間オーダーの多大な時間を要する。さらに、こ
のような高マッハ数の空力試験を行う風洞では、気流の
マッハ数がノズル６の形状で決定されるため、特別な制
御装置は装備してなくて、所要のマッハ数に応じてノズ
ル６を交換するのが通例である。
貯えられた圧縮空気のみで通風し、かつ通風後の空気の
すべてを真空槽８の内部に放出するため、通風時間が通
例で数秒から数十秒程度の極く短時間に制限されてお
り、その間にすべての計測を終了しなければならない。
また、通風により貯気槽１の内部の圧縮空気を放出して
真空槽８の圧力を上昇させた後、再試験のために貯気槽
１を再充填して真空槽８を再び所定の真空にするために
は、数時間オーダーの多大な時間を要する。さらに、こ
のような高マッハ数の空力試験を行う風洞では、気流の
マッハ数がノズル６の形状で決定されるため、特別な制
御装置は装備してなくて、所要のマッハ数に応じてノズ
ル６を交換するのが通例である。
【０００４】また、風洞の圧力制御装置は、集合胴５の
全圧、つまり、よどみ点圧力が所定の値となるように、
調圧弁３の開度を調整する機能を有するものであり、試
験の再現性を保証するための精度と合わせて、少しでも
試験時間を長くするために短時間で風洞内部の気流を整
定させるための高速応答性が要求される。
全圧、つまり、よどみ点圧力が所定の値となるように、
調圧弁３の開度を調整する機能を有するものであり、試
験の再現性を保証するための精度と合わせて、少しでも
試験時間を長くするために短時間で風洞内部の気流を整
定させるための高速応答性が要求される。
【０００５】ところで、従来の吹出式風洞の圧力制御装
置は、図４に示すように構成されていた。同図におい
て、１０は圧力制御装置で、圧力設定器１１、比例・積
分制御を行うフィードバック制御部１２および通風初期
に調圧弁３の開度を設定する弁開度制限器１３からな
る。このような構成の従来の吹出式風洞の圧力制御装置
では、集合胴５のよどみ点圧力として調圧弁３の下流側
の圧力を圧力発信器９により検出し、その検出信号と上
記圧力設定器１１から出力される圧力設定信号との偏差
を演算し、その偏差に対して比例・積分演算をフィード
バック制御部１２で行い、このフィードバック制御部１
２から出力されるフィードバック制御信号により調圧弁
３の開度を制御するものである。
置は、図４に示すように構成されていた。同図におい
て、１０は圧力制御装置で、圧力設定器１１、比例・積
分制御を行うフィードバック制御部１２および通風初期
に調圧弁３の開度を設定する弁開度制限器１３からな
る。このような構成の従来の吹出式風洞の圧力制御装置
では、集合胴５のよどみ点圧力として調圧弁３の下流側
の圧力を圧力発信器９により検出し、その検出信号と上
記圧力設定器１１から出力される圧力設定信号との偏差
を演算し、その偏差に対して比例・積分演算をフィード
バック制御部１２で行い、このフィードバック制御部１
２から出力されるフィードバック制御信号により調圧弁
３の開度を制御するものである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】上記したような従来の
吹出式風洞の圧力制御装置は、圧力制御がフィードバッ
ク制御のみに依存するものであるから、通風開始後の応
答性を高めるためにフィードバック制御部１２の比例ゲ
インを増加すると、応答が不安定になる。それ故に、通
常は通風開始時に調圧弁３の開度を強制的に一定開度と
する手段が講じられているが、このような強制開におけ
る調圧弁３の開度が経験的に決定されるものであるため
に、必ずしも最適開度になっておらず、また、操作性も
良くない。
吹出式風洞の圧力制御装置は、圧力制御がフィードバッ
ク制御のみに依存するものであるから、通風開始後の応
答性を高めるためにフィードバック制御部１２の比例ゲ
インを増加すると、応答が不安定になる。それ故に、通
常は通風開始時に調圧弁３の開度を強制的に一定開度と
する手段が講じられているが、このような強制開におけ
る調圧弁３の開度が経験的に決定されるものであるため
に、必ずしも最適開度になっておらず、また、操作性も
良くない。
【０００７】また、マッハ数を変更するためにノズル６
を交換する度に、さらに、設定圧力を変更する度にフィ
ードバック制御部１２の制御パラメータを設定し直す必
要があり、操作がより煩雑であるばかりでなく、その設
定値も最適値にすることがむずかしい。
を交換する度に、さらに、設定圧力を変更する度にフィ
ードバック制御部１２の制御パラメータを設定し直す必
要があり、操作がより煩雑であるばかりでなく、その設
定値も最適値にすることがむずかしい。
【０００８】ところで、このような吹出式風洞の圧力制
御装置の高性能化に関して、加熱器を備えていない風洞
については、例えば特開昭６１−１３８３０４号，特開
昭６３−２３５８４５号，特開昭６３−２５６８３５号
および特開平２−３０２６４２号公報に開示されている
ように、大幅な改良がなされているものの、このままで
は、航空宇宙技術研究所報告ＴＲ−１１６に開示されて
いるような加熱器を備えた風洞の圧力制御装置に適用す
ることができない。
御装置の高性能化に関して、加熱器を備えていない風洞
については、例えば特開昭６１−１３８３０４号，特開
昭６３−２３５８４５号，特開昭６３−２５６８３５号
および特開平２−３０２６４２号公報に開示されている
ように、大幅な改良がなされているものの、このままで
は、航空宇宙技術研究所報告ＴＲ−１１６に開示されて
いるような加熱器を備えた風洞の圧力制御装置に適用す
ることができない。
【０００９】この発明は上記実情に鑑みてなされたもの
で、通風初期に調圧弁を強制開にしなくても、自動的
に、かつ急速に最適開度に整定することができ、しかも
ノズルの交換や設定圧力の変更に対しても、制御パラメ
ータの変更を要することなく、常に最適値を保持させる
ことができる吹出式風洞の圧力制御装置を提供すること
を目的としている。
で、通風初期に調圧弁を強制開にしなくても、自動的
に、かつ急速に最適開度に整定することができ、しかも
ノズルの交換や設定圧力の変更に対しても、制御パラメ
ータの変更を要することなく、常に最適値を保持させる
ことができる吹出式風洞の圧力制御装置を提供すること
を目的としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、この発明の請求項１に係る吹出式風洞の圧力制御装
置は、ノズルの前段に接続された集合胴のよどみ点圧力
設定値を指令するための圧力設定器から出力される圧力
設定信号器と、加熱器の出口温度を検出する温度検出器
から出力される加熱器出口温度信号と、上記ノズルの種
別を判定するノズル検出器から出力されるノズル信号と
にもとづいて集合胴からノズルへ流出する流量に相当す
る信号を演算しフィードフォワード制御信号として出力
するフィードフォワード演算部と、上記圧力設定器から
出力される圧力設定信号と上記集合胴のよどみ点圧力検
出値を出力する圧力発信器から出力される圧力信号に対
して制御演算を行い、上記集合胴のよどみ点圧力を上記
圧力設定器で設定したよどみ点圧力設定値に制御するた
めのフィードバック制御信号を出力するフィードバック
制御部と、上記フィードフォワード演算部から出力され
るフィードフォワード制御信号と上記フィードバック制
御部から出力されるフィードバック制御信号とを加算し
流量制御信号として出力する加算器と、この加算器から
出力される流量制御信号を上記調圧弁の弁開度指令信号
に変換して出力する弁特性演算部とを備えたものであ
る。
め、この発明の請求項１に係る吹出式風洞の圧力制御装
置は、ノズルの前段に接続された集合胴のよどみ点圧力
設定値を指令するための圧力設定器から出力される圧力
設定信号器と、加熱器の出口温度を検出する温度検出器
から出力される加熱器出口温度信号と、上記ノズルの種
別を判定するノズル検出器から出力されるノズル信号と
にもとづいて集合胴からノズルへ流出する流量に相当す
る信号を演算しフィードフォワード制御信号として出力
するフィードフォワード演算部と、上記圧力設定器から
出力される圧力設定信号と上記集合胴のよどみ点圧力検
出値を出力する圧力発信器から出力される圧力信号に対
して制御演算を行い、上記集合胴のよどみ点圧力を上記
圧力設定器で設定したよどみ点圧力設定値に制御するた
めのフィードバック制御信号を出力するフィードバック
制御部と、上記フィードフォワード演算部から出力され
るフィードフォワード制御信号と上記フィードバック制
御部から出力されるフィードバック制御信号とを加算し
流量制御信号として出力する加算器と、この加算器から
出力される流量制御信号を上記調圧弁の弁開度指令信号
に変換して出力する弁特性演算部とを備えたものであ
る。
【００１１】また、この発明の請求項２に係る吹出式風
洞の圧力制御装置は、貯気槽の圧力を検出する貯気槽圧
力発信器を付加し、この貯気槽圧力発信器から出力され
る貯気槽圧力信号にもとづいて上記弁特性演算部が加算
器から出力される流量制御信号を上記調圧弁の弁開度指
令信号に変換して出力するように構成されたものであ
る。
洞の圧力制御装置は、貯気槽の圧力を検出する貯気槽圧
力発信器を付加し、この貯気槽圧力発信器から出力され
る貯気槽圧力信号にもとづいて上記弁特性演算部が加算
器から出力される流量制御信号を上記調圧弁の弁開度指
令信号に変換して出力するように構成されたものであ
る。
【００１２】
【作用】この発明の請求項１によれば、集合胴の圧力に
代えて、それよりも安定した信号である圧力設定信号を
利用し、また、空気温度として加熱器の出口温度を利用
し、さらに、所定のマッハ数を得るために装着されてい
るノズルの種別を判定するノズル信号を使用して、ノズ
ルからの流出空気流量を演算し、この演算結果をフィー
ドフォワード制御信号とし、これをフィードバック制御
部から出力されるフィードバック制御信号に加算して、
調圧弁の弁開度を制御する。したがって、フィードフォ
ワード制御信号により、概略の調圧弁開度が設定される
ために、フィードバック制御部では、フィードフォワー
ド演算部の誤差のみを補正することとなり、最適開度が
自動的に、かつ急速に得られるとともに、その圧力の整
定精度が向上する。
代えて、それよりも安定した信号である圧力設定信号を
利用し、また、空気温度として加熱器の出口温度を利用
し、さらに、所定のマッハ数を得るために装着されてい
るノズルの種別を判定するノズル信号を使用して、ノズ
ルからの流出空気流量を演算し、この演算結果をフィー
ドフォワード制御信号とし、これをフィードバック制御
部から出力されるフィードバック制御信号に加算して、
調圧弁の弁開度を制御する。したがって、フィードフォ
ワード制御信号により、概略の調圧弁開度が設定される
ために、フィードバック制御部では、フィードフォワー
ド演算部の誤差のみを補正することとなり、最適開度が
自動的に、かつ急速に得られるとともに、その圧力の整
定精度が向上する。
【００１３】また、請求項２によれば、貯気槽圧力検出
発信器から出力される貯気槽圧力信号にもとづいて上記
弁特性演算部が加算器から出力される流量制御信号を上
記調圧弁の弁開度指令信号に変換して出力することによ
り、集合胴のよどみ点圧力が高く、かつ調圧弁が非チョ
ーク状態で使用される確率の高い風洞において、高精度
な圧力制御を実現することが可能となる。
発信器から出力される貯気槽圧力信号にもとづいて上記
弁特性演算部が加算器から出力される流量制御信号を上
記調圧弁の弁開度指令信号に変換して出力することによ
り、集合胴のよどみ点圧力が高く、かつ調圧弁が非チョ
ーク状態で使用される確率の高い風洞において、高精度
な圧力制御を実現することが可能となる。
【００１４】
【実施例】以下、この発明の一実施例を図面にもとづい
て説明する。図１は、この発明の一実施例による吹出式
風洞の圧力制御装置の全体構成図であり、同図におい
て、１〜７、９およびａは図４に示す従来例と同一のた
め、該当部分に同一符号を付して、それらの詳しい説明
を省略する。
て説明する。図１は、この発明の一実施例による吹出式
風洞の圧力制御装置の全体構成図であり、同図におい
て、１〜７、９およびａは図４に示す従来例と同一のた
め、該当部分に同一符号を付して、それらの詳しい説明
を省略する。
【００１５】図１において、２０は圧力制御装置で、集
合胴５のよどみ点圧力を設定し、その圧力設定信号を出
力する圧力設定器２１と、この圧力設定器２１の出力を
後述する圧力信号に対して比例・積分演算を行ってフィ
ードバック制御信号として出力するフィードバック制御
部２２と、上記圧力設定器２１の出力が入力されるフィ
ードフォワード演算部２４と、このフィードフォワード
演算部２４から出力されるフィードフォワード制御信号
および上記フィードバック制御部２２から出力されるフ
ィードバック制御信号を加算する加算器２５と、この加
算器２５から出力される流量制御信号を調圧弁３の弁開
度指令信号に変換して出力する弁特性演算部２３とから
構成されており、全体としてはフィードバック制御が基
本となっている。２６は貯気槽１の圧力を検出する貯気
槽圧力発信器、２７は加熱器４の出口温度を検出する温
度検出器、２８はノズル６の種別を判定するノズル検出
器である。
合胴５のよどみ点圧力を設定し、その圧力設定信号を出
力する圧力設定器２１と、この圧力設定器２１の出力を
後述する圧力信号に対して比例・積分演算を行ってフィ
ードバック制御信号として出力するフィードバック制御
部２２と、上記圧力設定器２１の出力が入力されるフィ
ードフォワード演算部２４と、このフィードフォワード
演算部２４から出力されるフィードフォワード制御信号
および上記フィードバック制御部２２から出力されるフ
ィードバック制御信号を加算する加算器２５と、この加
算器２５から出力される流量制御信号を調圧弁３の弁開
度指令信号に変換して出力する弁特性演算部２３とから
構成されており、全体としてはフィードバック制御が基
本となっている。２６は貯気槽１の圧力を検出する貯気
槽圧力発信器、２７は加熱器４の出口温度を検出する温
度検出器、２８はノズル６の種別を判定するノズル検出
器である。
【００１６】つぎに、上記構成の動作について説明す
る。圧力制御装置２０における圧力設定器２１から出力
される圧力設定信号はフィードフォワード演算部２４に
入力され、このフィードフォワード演算部２４におい
て、その圧力設定信号と、上記温度検出器２７から出力
される加熱器出口温度信号と、上記ノズル検出器２８か
ら出力されるノズル信号とにもとづいて集合胴５からノ
ズル６へ流出する流量に相当する信号を演算する。この
フィードフォワード演算部２４から出力されるフィード
フォワード制御信号および上記フィードバック制御部２
２から出力されるフィードバック制御信号とが加算器２
５で加算され、その加算結果が上記弁特性演算部２３に
伝達されて、その演算結果の信号、つまり、弁開度指令
信号が調圧弁３に伝達され、弁開度が自動調整される。
る。圧力制御装置２０における圧力設定器２１から出力
される圧力設定信号はフィードフォワード演算部２４に
入力され、このフィードフォワード演算部２４におい
て、その圧力設定信号と、上記温度検出器２７から出力
される加熱器出口温度信号と、上記ノズル検出器２８か
ら出力されるノズル信号とにもとづいて集合胴５からノ
ズル６へ流出する流量に相当する信号を演算する。この
フィードフォワード演算部２４から出力されるフィード
フォワード制御信号および上記フィードバック制御部２
２から出力されるフィードバック制御信号とが加算器２
５で加算され、その加算結果が上記弁特性演算部２３に
伝達されて、その演算結果の信号、つまり、弁開度指令
信号が調圧弁３に伝達され、弁開度が自動調整される。
【００１７】ここで、上記フィードフォワード演算部２
４における動作について詳述する。いま、集合胴５から
ノズル６を経由して流出する空気流量Ｇは、風洞の特性
から次の（１）式で演算される。
４における動作について詳述する。いま、集合胴５から
ノズル６を経由して流出する空気流量Ｇは、風洞の特性
から次の（１）式で演算される。
【００１８】
【数１】
【００１９】ここで、上記（１）式において、Ｐ0 は圧
力設定器２１から伝達された圧力設定値、Ｔ0 は温度検
出器２７から伝達された加熱器出口温度、ＡN はノズル
検出器２８から伝達されたノズル信号にもとづいて得ら
れた装着ノズル６のスロート部の断面積、ｋは空気の比
熱、すなわち、定圧比熱と定容比熱の比で通常１．４で
ある。なお、上記（１）式において、圧力設定値Ｐ0 は
本来圧力発信器９から伝達されてくる検出値を使用すべ
きであり、また、温度Ｔ0 は集合胴５におけるよどみ温
度を使用すべきであるが、いずれも計測上の安定性に欠
けるため、精度のよい設定値および加熱器出口温度を使
用することにした。
力設定器２１から伝達された圧力設定値、Ｔ0 は温度検
出器２７から伝達された加熱器出口温度、ＡN はノズル
検出器２８から伝達されたノズル信号にもとづいて得ら
れた装着ノズル６のスロート部の断面積、ｋは空気の比
熱、すなわち、定圧比熱と定容比熱の比で通常１．４で
ある。なお、上記（１）式において、圧力設定値Ｐ0 は
本来圧力発信器９から伝達されてくる検出値を使用すべ
きであり、また、温度Ｔ0 は集合胴５におけるよどみ温
度を使用すべきであるが、いずれも計測上の安定性に欠
けるため、精度のよい設定値および加熱器出口温度を使
用することにした。
【００２０】このようなフィードフォワード演算部２４
での演算結果はフィードフォワード制御信号として加算
器２５に送られ、上記フィードバック制御部２２から出
力されるフィードバック制御信号に加算器２５で加算さ
れ、空気流量制御信号として出力される。この空気流量
制御信号は次段の弁特性演算部２３において調圧弁３の
開度指令信号として調圧弁３に出力される。
での演算結果はフィードフォワード制御信号として加算
器２５に送られ、上記フィードバック制御部２２から出
力されるフィードバック制御信号に加算器２５で加算さ
れ、空気流量制御信号として出力される。この空気流量
制御信号は次段の弁特性演算部２３において調圧弁３の
開度指令信号として調圧弁３に出力される。
【００２１】一般に、調圧弁３の開度と流量との関係は
次の（２）式により与えられる。 Ｑ＝Ｃ1 ・ＸG …………（２） ここで、Ｑは調圧弁３の開度、ＸG は調圧弁３を通過す
る空気流量、Ｃ1 は比例係数で、この比例係数Ｃ1 は次
の（３）式に示すように、貯気槽１の圧力ＰTにほぼ逆
比例することが知られている。 Ｃ1 ∞１／ＰT …………（３）
次の（２）式により与えられる。 Ｑ＝Ｃ1 ・ＸG …………（２） ここで、Ｑは調圧弁３の開度、ＸG は調圧弁３を通過す
る空気流量、Ｃ1 は比例係数で、この比例係数Ｃ1 は次
の（３）式に示すように、貯気槽１の圧力ＰTにほぼ逆
比例することが知られている。 Ｃ1 ∞１／ＰT …………（３）
【００２２】そこで、上記弁特性演算部２３では、貯気
槽圧力発信器２６からの貯気槽圧力信号を受けて、（Ｘ
G ／ＰT ）を基礎とする演算を行うようにしている。
槽圧力発信器２６からの貯気槽圧力信号を受けて、（Ｘ
G ／ＰT ）を基礎とする演算を行うようにしている。
【００２３】図２は、この発明の他の実施例による吹出
式風洞の圧力制御装置の全体構成図であり、同図におい
て、上記実施例と相違する点は、圧力設定器２１から出
力される圧力設定信号が弁特性演算部２３に直接与えら
れるようになっている点で、その他の構成は図１の実施
例と同一であるため、該当部分に同一符号を付して、そ
れらの詳しい説明を省略する。
式風洞の圧力制御装置の全体構成図であり、同図におい
て、上記実施例と相違する点は、圧力設定器２１から出
力される圧力設定信号が弁特性演算部２３に直接与えら
れるようになっている点で、その他の構成は図１の実施
例と同一であるため、該当部分に同一符号を付して、そ
れらの詳しい説明を省略する。
【００２４】上記の相違点は、つぎの理由によるもので
ある。すなわち、調圧弁３を通過する空気流量と弁開度
との関係は、上記実施例では貯気槽１の圧力ＰT をもと
にすることとしていたが、厳密には調圧弁３の上流側の
高圧導管２の圧力と下流側の圧力により決まるものであ
る。しかし、上述したように、風洞がきわめて精密な機
械であることを考慮して、高圧導管２の圧力に代えて貯
気槽１の圧力信号ＰTを、下流側の圧力に代えて圧力設
定値を使用することができ、この場合には、上記（２）
式で示した関係は、次の（４）および（５）式のように
なる。
ある。すなわち、調圧弁３を通過する空気流量と弁開度
との関係は、上記実施例では貯気槽１の圧力ＰT をもと
にすることとしていたが、厳密には調圧弁３の上流側の
高圧導管２の圧力と下流側の圧力により決まるものであ
る。しかし、上述したように、風洞がきわめて精密な機
械であることを考慮して、高圧導管２の圧力に代えて貯
気槽１の圧力信号ＰTを、下流側の圧力に代えて圧力設
定値を使用することができ、この場合には、上記（２）
式で示した関係は、次の（４）および（５）式のように
なる。
【００２５】
【数２】
【００２６】したがって、上記弁特性演算部２３におい
て、上記（４），（５）式により示す演算を行うことに
より、さらに高精度な圧力制御を行うことができる。特
に、加熱器４を有する風洞においては集合胴５のよどみ
点圧力が高く、調圧弁が非チョーク状態で使用される割
合が大きいために、図２の実施例は有効である。
て、上記（４），（５）式により示す演算を行うことに
より、さらに高精度な圧力制御を行うことができる。特
に、加熱器４を有する風洞においては集合胴５のよどみ
点圧力が高く、調圧弁が非チョーク状態で使用される割
合が大きいために、図２の実施例は有効である。
【００２７】なお、上記弁特性演算部２３での演算は、
上記実施例に限定されるものでなく、各風洞において使
用される調圧弁３の特性に応じた演算式を用いることが
できる。その場合でも、調圧弁３の上流側の高圧導管２
の圧力に代えて貯気槽１の圧力信号ＰT を、下流側の圧
力に代えて圧力設定値を使用すれば、上記実施例と同様
な弁特性演算部２３を構成することが可能である。
上記実施例に限定されるものでなく、各風洞において使
用される調圧弁３の特性に応じた演算式を用いることが
できる。その場合でも、調圧弁３の上流側の高圧導管２
の圧力に代えて貯気槽１の圧力信号ＰT を、下流側の圧
力に代えて圧力設定値を使用すれば、上記実施例と同様
な弁特性演算部２３を構成することが可能である。
【００２８】また、この発明の圧力制御装置は、公知の
アナログ電子回路を組合せて実現できるが、その一部も
しくは全部の演算を電子計算機で行わせるようにして
も、上記実施例と同様な効果を奏する。
アナログ電子回路を組合せて実現できるが、その一部も
しくは全部の演算を電子計算機で行わせるようにして
も、上記実施例と同様な効果を奏する。
【００２９】さらに、上記各実施例では、作動流体とし
て、空気を使用したが、空気以外の気体、たとえば窒素
やヘリウムなどを使用してもよく、上記実施例と同様な
効果を奏する。さらにまた、上記各実施例では、集合胴
５のよどみ点圧力として、計測が容易な調圧弁３の下流
側の圧力を使用したが、これ以外に、たとえば加熱器４
の出口圧力や集合胴５のよどみ点圧力を直接計測し、そ
の信号を制御に使用してもよい。
て、空気を使用したが、空気以外の気体、たとえば窒素
やヘリウムなどを使用してもよく、上記実施例と同様な
効果を奏する。さらにまた、上記各実施例では、集合胴
５のよどみ点圧力として、計測が容易な調圧弁３の下流
側の圧力を使用したが、これ以外に、たとえば加熱器４
の出口圧力や集合胴５のよどみ点圧力を直接計測し、そ
の信号を制御に使用してもよい。
【００３０】
【発明の効果】以上のように、この発明の請求項１によ
れば、フィードフォワード制御信号により、概略の調圧
弁開度が設定されるために、フィードバック制御部で
は、フィードフォワード演算部の誤差のみを補正するこ
ととなり、従来のように、フィードバック制御のみに依
存した圧力制御装置に比べて、通風初期において強制開
のための弁開度を設定する必要がなくて、操作性に優れ
ているばかりでなく、最適開度を自動的に、かつ急速に
得られ、圧力の整定精度を向上することができる。ま
た、ノズルの交換や設定圧力の変更があっても、フィー
ドフォワード制御信号の演算により、制御パラメータを
再設定する手間を要することなく、常に最適の設定値を
得ることができる。
れば、フィードフォワード制御信号により、概略の調圧
弁開度が設定されるために、フィードバック制御部で
は、フィードフォワード演算部の誤差のみを補正するこ
ととなり、従来のように、フィードバック制御のみに依
存した圧力制御装置に比べて、通風初期において強制開
のための弁開度を設定する必要がなくて、操作性に優れ
ているばかりでなく、最適開度を自動的に、かつ急速に
得られ、圧力の整定精度を向上することができる。ま
た、ノズルの交換や設定圧力の変更があっても、フィー
ドフォワード制御信号の演算により、制御パラメータを
再設定する手間を要することなく、常に最適の設定値を
得ることができる。
【００３１】また、請求項２によれば、貯気槽の圧力信
号を使用して調圧弁開度を演算することにより、圧力制
御の精度をより一槽高めることができる。
号を使用して調圧弁開度を演算することにより、圧力制
御の精度をより一槽高めることができる。
【図１】この発明の一実施例による吹出式風洞の圧力制
御装置の全体構成図である。
御装置の全体構成図である。
【図２】この発明の他の実施例による吹出式風洞の圧力
制御装置の全体構成図である。
制御装置の全体構成図である。
【図３】吹出式風洞の一般的な構成図である。
【図４】従来の吹出式風洞の圧力制御装置の全体構成図
である。
である。
１ 貯気槽 ２ 高圧導管 ３ 調圧弁 ４ 加熱器 ５ 集合胴 ６ ノズル ９ 圧力発信器 ２０ 圧力制御装置 ２１ 圧力設定器 ２２ フィードバック制御部 ２３ 弁特性演算部 ２４ フィードフォワード演算部 ２５ 加算器 ２６ 貯気槽圧力発信器 ２７ 温度検出器 ２８ ノズル検出器
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成４年１１月２日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】誓誓
【補正内容】
【特許請求の範囲】
【請求項２】 上記請求項１の構成に加えて、貯気槽の
圧力を検出し貯気槽圧力信号として出力する貯気槽圧力
発信器を備え、上記弁特性演算部が上記貯気槽圧力発信
器から出力される貯気槽圧力信号にもとづいて加算器か
ら出力される流量制御信号を上記調圧弁の弁開度指令信
号に変換して出力するように構成されていることを特徴
とする吹出式風洞の圧力制御装置。
圧力を検出し貯気槽圧力信号として出力する貯気槽圧力
発信器を備え、上記弁特性演算部が上記貯気槽圧力発信
器から出力される貯気槽圧力信号にもとづいて加算器か
ら出力される流量制御信号を上記調圧弁の弁開度指令信
号に変換して出力するように構成されていることを特徴
とする吹出式風洞の圧力制御装置。
【手続補正書】
【提出日】平成５年９月９日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正内容】
【特許請求の範囲】
Claims (2)
- 【請求項１】 貯気槽に貯えた高圧の圧縮空気を調圧弁
を通し、かつ加熱器により加熱してノズルへ通風するよ
うになされた吹出式風洞の圧力制御装置において、上記
ノズルの前段に接続された集合胴のよどみ点圧力設定値
を指令するための圧力設定信号を出力する圧力設定器
と、上記集合胴のよどみ点圧力検出値を圧力信号として
出力する圧力発信器と、上記加熱器の出口温度を検出し
加熱器出口温度信号として出力する温度検出器と、上記
ノズルの種別を判定しノズル信号として出力するノズル
検出器と、上記圧力設定器から出力される圧力設定信号
と上記温度検出器から出力される加熱器出口温度信号と
上記ノズル検出器から出力されるノズル信号とを入力
し、これら信号にもとづいて上記集合胴からノズルへ流
出する流量に相当する信号を演算しフィードフォワード
制御信号として出力するフィードフォワード演算部と、
上記圧力設定器から出力される圧力設定信号と上記圧力
発信器から出力される圧力信号に対して制御演算を行
い、上記集合胴のよどみ点圧力を上記圧力設定器で設定
したよどみ点圧力設定値に制御するためのフィードバッ
ク制御信号を出力するフィードバック制御部と、上記フ
ィードフォワード演算部から出力されるフィードフォワ
ード制御信号と上記フィードバック制御部から出力され
るフィードバック制御信号とを加算し流量制御信号とし
て出力する加算器と、この加算器から出力される流量制
御信号を上記調圧弁の弁開度指令信号に変換して出力す
る弁特性演算部とを備えたことを特徴とする吹出式風洞
の圧力制御装置。 - 【請求項２】 上記請求項１の構成に加えて、貯気槽の
圧力を検出し貯気槽圧力信号として出力する貯気槽圧力
発信器を備え、上記弁特性演算部が上記貯気槽圧力発信
器から出力される貯気槽圧力信号にもとづいて加算器か
ら出力される流量制御信号を上記調圧弁の弁開度指令信
号に変換して出力するように構成されていることを特徴
とする吹出式風洞の圧力制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29080591A JPH087109B2 (ja) | 1991-10-09 | 1991-10-09 | 吹出式風洞の圧力制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29080591A JPH087109B2 (ja) | 1991-10-09 | 1991-10-09 | 吹出式風洞の圧力制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0719989A true JPH0719989A (ja) | 1995-01-20 |
| JPH087109B2 JPH087109B2 (ja) | 1996-01-29 |
Family
ID=17760720
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29080591A Expired - Lifetime JPH087109B2 (ja) | 1991-10-09 | 1991-10-09 | 吹出式風洞の圧力制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH087109B2 (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114296490A (zh) * | 2021-12-30 | 2022-04-08 | 中国汽车工程研究院股份有限公司 | 一种汽车环境风洞温度前馈控制方法 |
| CN114326849A (zh) * | 2021-12-30 | 2022-04-12 | 中国汽车工程研究院股份有限公司 | 用于汽车环境风洞的温度控制方法 |
| CN114593889A (zh) * | 2022-05-10 | 2022-06-07 | 中国空气动力研究与发展中心高速空气动力研究所 | 一种获取大范围超声速射流均匀区静压匹配精度的方法 |
| CN115266014A (zh) * | 2022-09-28 | 2022-11-01 | 中国空气动力研究与发展中心高速空气动力研究所 | 一种风洞阶梯变马赫数控制方法、电子设备及存储介质 |
| CN115290285A (zh) * | 2022-09-28 | 2022-11-04 | 中国航空工业集团公司沈阳空气动力研究所 | 一种高超声速风洞变目标值流场控制系统及方法 |
| CN116088593A (zh) * | 2023-04-12 | 2023-05-09 | 中国空气动力研究与发展中心设备设计与测试技术研究所 | 低温风洞液氮喷射排架流量控制方法、装置及存储介质 |
-
1991
- 1991-10-09 JP JP29080591A patent/JPH087109B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114296490A (zh) * | 2021-12-30 | 2022-04-08 | 中国汽车工程研究院股份有限公司 | 一种汽车环境风洞温度前馈控制方法 |
| CN114326849A (zh) * | 2021-12-30 | 2022-04-12 | 中国汽车工程研究院股份有限公司 | 用于汽车环境风洞的温度控制方法 |
| CN114593889A (zh) * | 2022-05-10 | 2022-06-07 | 中国空气动力研究与发展中心高速空气动力研究所 | 一种获取大范围超声速射流均匀区静压匹配精度的方法 |
| CN115266014A (zh) * | 2022-09-28 | 2022-11-01 | 中国空气动力研究与发展中心高速空气动力研究所 | 一种风洞阶梯变马赫数控制方法、电子设备及存储介质 |
| CN115290285A (zh) * | 2022-09-28 | 2022-11-04 | 中国航空工业集团公司沈阳空气动力研究所 | 一种高超声速风洞变目标值流场控制系统及方法 |
| CN115266014B (zh) * | 2022-09-28 | 2022-12-06 | 中国空气动力研究与发展中心高速空气动力研究所 | 一种风洞阶梯变马赫数控制方法、电子设备及存储介质 |
| CN115290285B (zh) * | 2022-09-28 | 2022-12-13 | 中国航空工业集团公司沈阳空气动力研究所 | 一种高超声速风洞变目标值流场控制系统及方法 |
| CN116088593A (zh) * | 2023-04-12 | 2023-05-09 | 中国空气动力研究与发展中心设备设计与测试技术研究所 | 低温风洞液氮喷射排架流量控制方法、装置及存储介质 |
| CN116088593B (zh) * | 2023-04-12 | 2023-06-09 | 中国空气动力研究与发展中心设备设计与测试技术研究所 | 低温风洞液氮喷射排架流量控制方法、装置及存储介质 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH087109B2 (ja) | 1996-01-29 |
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