一种环控系统电控阀门特性参数自动辨识系统的制作方法

文档序号:12060930阅读:329来源:国知局

本发明涉及一种电控阀门的特性参数识别方法,特别涉及一种自动化的特性参数识别方法。



背景技术:

在以往的飞机型号研制中,系统试验往往通过建立真实环境进行试验,仿真试验由于飞机体积小、功能相对简单,通常都是通过搭建实物试验平台及简单逻辑测试设备手动完成机载计算机测试。随着现代航空技术的发展,系统仿真试验运用越来越普遍,飞机环控系统控制阀门等部件的特性参数是进行环控系统仿真试验所必须的重要数据,为获取控制阀门的特性参数,必须进行电控阀门特性试验,以往的试验往往通过工人根据试验状态逐一手动完成,而电控阀门特性试验往往试验状态繁多,需要耗费大量的人力、财力,同时研制进度不能保证。



技术实现要素:

本发明的目的:提供一种环控系统电控阀门特性参数的自动辨识系统及特性参数辨识方法,自动快速完成电控阀门特性试验,获取试验数据,给出电控阀门的特性参数。

本发明的技术方案:一种环控系统电控阀门特性参数自动辨识系统,所述的系统包括真空模拟舱,所述的真空模拟舱分为相互密闭的两部分模拟舱A和模拟舱B,电控阀门安装在真空模拟舱的隔离面上,其特征为:所述的系统还包括系统控制台、压缩机、真空泵、进气阀和排气阀;

所述的模拟舱A和模拟舱B分别安装有压缩机和真空泵,压缩机和真空泵分别通过进气阀和排气阀与模拟舱连通;

系统控制台内控制模块预定义有电控阀门开度θ数据表和模拟舱目标压力数据表,系统控制台内控制模块按电控阀门开度θ数据表,控制电控阀门至每一试验开度;

系统控制台内控制模块在电控阀门当前开度下,控制按模拟舱目标压力数据表控制进气阀和排气阀使得各模拟舱达到目标压力值。

优选地,阀门开度数据表为0到90度中选择n个点,n的范围一般为[20,40]。

优选地,电控阀门出口一侧所在模拟舱的目标压力为定值,所述的定值为电控阀门真实工作环境中出口所对应的最小压力值。

优选地,所述的系统根据采集的模拟舱A压力ps1,模拟舱B压力ps2,进气阀A出口的流量GJ1,排气阀A入口的流量GP1,进气阀B出口的流量GJ2,排气阀B入口的流量GP2,计算出电控阀门的流量G=0.5*(GJ1-GP1+GP2-GJ2);

根据电控阀门的流量公式:

计算出阀门特性参数C,式中A0为阀门最大流通面积,T为环境温度;

以计算出的阀门特性参数C为因变量,以活门开度、模拟舱压力比为自变量,拟合出阀门特性参数关于门开度、模拟舱压力的特性曲线方程。

本发明的有益效果:该系统中采用自动控制的方法,根据预定义的试验状态自动完成所有试验,并自动结算出电控阀门的特性参数,解决了环控系统电控阀门特性参数辨识过程中,人力、财力耗费大,研制周期长的的问题。本发明提出特性参数辨识系统及特性参数辨识方法,为飞机上类似系统辨识技术,提供解决问题的思路。

附图说明

图1为本发明的原理结构图。

具体实施方式

实施例1:

结合图1所述环控系统电控阀门9特性参数自动辨识系统由真空泵A1、压缩机A2、排气阀A3、进气阀A4、流量传感器A5、流量传感器B6、压力传感器A7、压力传感器B8、电控阀门9、流量传感器C10、流量传感器D11、进气阀B12、排气阀B13、压缩机B14、真空泵B15、系统控制台16、模拟舱A17、模拟舱B18组成。

其中真空泵A1用于降低模拟舱A17压力,压缩机A2用于增加模拟舱A17压力,排气阀A3用于调节模拟舱A17的排气量,进气阀A4用于调节模拟舱A17的进气量,流量传感器A5用于测量进气阀A4出口的流量,流量传感器B6用于测量排气阀A3入口的流量,压力传感器A7用于测量模拟舱A17压力,真空泵B15用于降低模拟舱B18压力,压缩机B14用于增加模拟舱B18压力,排气阀B13用于调节模拟舱B18的排气量,进气阀B12用于调节模拟舱B18的进气量,流量传感器C10用于测量进气阀B12出口的流量,流量传感器D11用于测量排气阀B13入口的流量,压力传感器B8用于测量模拟舱B18压力。系统控制台16根据预设定的目标开度控制电控阀门9打开到此目标开度,系统控制台16根据预设定的模拟舱A17控制目标压力与采集的模拟舱A17实际压力决策出当前时刻输出给进气阀A4和排气阀A3的位置信号,进气阀A4和排气阀A3根据系统控制台16的输出位置信号动作到相应的位置,进气阀A4和排气阀A3的动作引模拟舱A17压力响应,系统控制台16根据预设定的模拟舱B18控制目标压力与采集的模拟舱B18实际压力决策出当前时刻输出给进气阀B12和排气阀B13的位置信号,进气阀B12和排气阀B13根据系统控制台16的输出位置信号动作到相应的位置,进气阀B12和排气阀B13的动作引模拟舱A17压力响应。

一种环控系统电控阀门9特性参数辨识方法,辨识方法的运行步骤如下:

步骤1:

定义试验时电控阀门9开度θ数据表。阀门开度数据表为0到90度中选择n个点。n的范围一般为[20,40];

[5,10,13,16,19,22,25,28,31,34,37,40,43,46,49,52,55,58,61,64,68,73,80]度;

步骤2:

定义试验时模拟舱目标压力数据表。该数据表是由模拟舱A17控制目标压力P1和模拟舱B18控制目标压力P2组成。数据表中P1,P2的数值根据飞机飞行过程中电控阀门9工作状态确定。一般地,P2根据电控阀门9工作状态选择一个最小的压力固定值,P1根据电控阀门9工作状态选择不同工作点压力值。

P2=18000KPa;P1=[19000,21000,23000,25000,27000,29000,31000,33000,35000,38000,41000,44000,47000,52000,57000,62000,67000,72000,80000,88000,96000,104000]KPa。

步骤3:

将电控阀门9开度数据表和模拟舱目标压力数据表输入到系统控制台16。

步骤4:

系统控制台16根据电控阀门9开度数据表选择一个阀门开度,并通过ARINC429总线控制电控阀门9打开到此开度,同时系统控制台16根据PID算法输出两路4~20mA信号分别控制进气阀B12、排气阀B13使得模拟舱B18压力达到18000KPa,同时系统控制台16根据PID算法输出两路4~20mA信号分别控制进气阀A4、排气阀A3使得模拟舱,1压力逐一达到模拟舱A17目标压力数据表中每个P2的数值,至此一个试验状态完成。然后系统控制台16根据电控阀门9开度数据表选择下一个阀门开度进行上述试验,直至电控阀门9开度数据表中所有阀门开度均被选择进行试验,则试验结束。

步骤5:

试验过程中采集模拟舱A17压力ps1,模拟舱B18压力ps2,进气阀A4出口的流量GJ1,排气阀A3入口的流量GP1,进气阀B12出口的流量GJ2,排气阀B13入口的流量GP2,采集周期1秒。

步骤6:

计算出电控阀门9的流量G=0.5*(GJ1-GP1+GP2-GJ2)。

步骤7:

根据电控阀门9的流量公式:

计算出阀门特性参数C,式中A0为阀门最大流通面积,T为环境温度。

步骤8:

以计算出的阀门特性参数C为因变量,以活门开度、模拟舱压力比为自变量,拟合出阀门特性参数关于门开度、模拟舱压力的特性曲线方程。

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