传统的服控制系统中，伺服阀会在不同工作位进行切换，这种迅速切换造成的负压和正压的冲击容易对伺服阀的工作位产生振荡从而造成调节错误，而通过双伺服阀分别实现充、抽气的调控，则能使系统更加稳定，响应速度更快。
[0034]实施例1
[0035]该伺服控制系统包含了正压源14，负压源13，被控容腔，高精度压力传感器11，两路电-气比例/伺服阀12，数字控制器、D/A转换器以及A/D转换器，所述数字控制器通过D/A转换器与电-气比例/伺服阀12相连，用于控制电-气比例/伺服阀13的开关状态，所述正压源14以及所述负压源13分别通过两路电-气比例/伺服阀12与被控容腔相连，使得被控容腔的气压升高或降低，所述被控容腔与所述数字控制器之间依次连接有高精度压力传感器11以及A/D转换器，所述高精度压力传感器11用于探测被控容腔的气压P并传送给所述控制器，所述A/D转换器用于将所述高精度压力传感器11输出的模拟信号转换为数字信号。
[0036]由于该伺服控制系统中的电-气比例/伺服阀具有5个气口，除了与负压源，正压源和被控容腔连接的气口，其它气口都进行了封闭，以免气压对伺服阀产生冲击后切换错误
[0037]气压控制的过程实质为封闭容器的充放气过程，调节容腔内空气总量，从而调节容腔内的气压。数字控制器对输入指令信号I与传感器反馈压力值P的比较，根据误差按设定的控制规律通过电气伺服装置来控制回路中气体的流向及流量，从而控制进出封闭容腔的气量，间接控制容腔内的气体压力值，并输出给外部传感器作为控制输出信号，如图2所示。在控制过程中当实际压力值低于目标压力值时，回路通过电气伺服装置接通正压源，对容腔充气，使得容腔内气压升高；反之，接通负压源对容腔抽气，降低容腔气压。最终，容腔气压达到指令信号设定的目标压力值，该控制系统工作的具体过程为:
[0038](1)当数字控制器得到的指令信号I与传感器反馈信号P之差为正值，即I 一 P〈0时；为使容腔内气体压力达到目标值，则控制正压源的电-气伺服阀动作，伺服阀使得正压源与被腔容腔相通，正压源对被控容腔充气，被控容腔内气体压力上升，且上升后的压力值与指令值控制在许可范围内，即I 一 ε <Ρ<Ι+ ε (ε值视伺服控制系统的误差要求所设定)。若伺服阀有误动作或者由于压力冲击和振荡导致该伺服阀左位接通，由于气口 3、4、5有气堵头封住，故不会影响被控容腔的压力；同时控制负压源的电-气伺服阀处于非工作状态，不会影响容腔充气过程。
[0039](2)当控制器得到的指令信号与传感器反馈信号之差为负值，即I 一 P>0时；为使容腔内气体压力达到目标值，则控制负压源的电-气伺服阀动作，伺服阀使得负压源与被腔容腔相通，即口 3和口 2接通，负压源对被控容腔抽气，被控容腔内气体压力下降，且下降后的压力值与指令值控制在许可范围内，即I 一 ε〈Ρ〈Ι+ε (ε值视伺服控制系统的误差要求所设定)。若伺服阀有误动作或者由于压力冲击和振荡导致该伺服阀右位接通，由于气口 1、4、5有气堵头封住，故不会影响被控容腔的压力。同时控制正压源的电-气伺服阀处于非工作状态，不会影响容腔抽气过程。
[0040](3)在步骤(1)和在步骤(2)的控制过程中，压力的上升和下降过程均是在要求范围内；若由于过控制，即充气太快导致压力上升超过指令值太多(或抽气太快导致压力下降超过指令值太多)即|Ρ — Ι|>ε，此时则需要另一路伺服阀配合控制以减小这种过控制造成的压力波动。其具体实现为:a.当控制器得到的指令信号与传感器反馈信号之差(指令值减反馈值)为正值，为使容腔内气体压力达到目标值，则控制正压源的电-气伺服阀动作，伺服阀右位接通(如图2所示)，即口 1和口 2接通，正压源对被控容腔充气，被控容腔内气体压力上升，但是由于过控制，压力上升后超过指令值太多，则控制负压源的电-气伺服阀配合动作，即口 3和口 2接通，对容腔抽气以抵消充气动作的过控制造成的结果。b.当控制器得到的指令信号与传感器反馈信号之差(指令值减反馈值)为负值，为使容腔内气体压力达到目标值，则控制负压源的电-气伺服阀动作，伺服阀左位接通(如图2所示)，即口 3和口 2接通，负压源对被控容腔抽气，被控容腔内气体压力下降，但是由于过控制，压力下降后低于指令值太多，则控制正压源的电-气伺服阀配合动作，即口 1和口 2接通，对容腔充气以抵消抽气动作的过控制造成的结果。
[0041]该控制反馈由于通过双控制阀进行，因此响应速度快，且不会由于控制阀的快速切换而造成误操作。
[0042]本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种用于飞行器气压模拟的伺服控制系统，其特征在于，包括正压源，负压源，以及依次相连的压力传感器，控制器以及伺服阀，所述伺服阀包括第一伺服阀与第二伺服阀，所述第一伺服阀以及第二伺服阀分别用于将所述正压源以及所述负压源向气压模拟腔连通，从而改变所述气压模拟腔的模拟气压P，所述压力传感器用于检测气压模拟腔的模拟气压P并传送给所述控制器，所述控制器用于根据指令信号I控制所述第一伺服阀以及第二伺服阀的开口量，从而改变所述模拟气压P升高或者降低的速率。2.如权利要求1所述的伺服控制系统，其特征在于，所述伺服控制系统还包括气压模拟腔，所述气压模拟腔用于通过改变自身的模拟气压从而模拟飞行器的环境气压。3.如权利要求2所述的伺服控制系统，其特征在于，所述气压模拟腔用于模拟负压环境气压，所述模拟气压P的变化范围为1.17kPa?lOlkPa，所述负压源的气压为0.5Pa?.50Pa，所述正压源为大气。4.如权利要求2所述的伺服控制系统，其特征在于，所述气压模拟腔用于模拟正压环境气压，所述模拟气压P的变化范围为lOlkPa?llOkPa，所述正压源的气压为160kPa?200kPa，所述负压源为大气。5.如权利要求1所述的伺服控制系统，其特征在于，所述伺服控制系统还包括D/A转换器以及A/D转换器，所述D/A转换器连接于所述控制器与所述伺服阀之间，用于将所述控制器输出的数字信号转换为模拟信号，所述A/D转换器连接于所述压力传感器与所述控制器之间，用于将所述压力传感器输出的模拟信号转换为数字信号。6.利用如权利要求1-5中任意一项所述伺服控制系统进行气压模拟的方法，其特征在于，包括以下步骤: S1.压力传感器检测气压模拟腔的模拟气压P并传送给控制器； S2.控制器收到指令信号I后，根据与模拟气压P的对比结果从而控制伺服阀的开关状态； 当Ι-ε〈Ρ〈Ι+ε时，保持第一伺服阀与第二伺服阀都处于关闭状态，其中，ε为系统允许的压力误差，返回S1 ;否则进入S3 ; S3.当Ρ〈Ι时，保持第二伺服阀处于关闭状态，将(1-P)/I设定为第一伺服阀的开口量，否则保持第一伺服阀处于关闭状态，将(P-D/P设定为第二伺服阀的开口量，返回S1。
【专利摘要】本发明公开了一种用于飞行器气压模拟的伺服控制系统，包括正压源，负压源，以及依次相连的压力传感器，控制器以及伺服阀，所述伺服阀包括第一伺服阀与第二伺服阀，所述第一伺服阀以及第二伺服阀分别用于将所述正压源以及所述负压源向气压模拟腔连通，从而改变所述气压模拟腔的模拟气压P，所述压力传感器用于检测模拟气压P并传送给所述控制器，所述控制器用于根据指令信号I控制伺服阀的开口量，从而改变所述模拟气压P升高或者降低的速率。通过本发明，利用多个控制阀代替实现单个控制阀充、抽气的关联调节，补偿被控容腔充抽气热力学过程的差异，避免了阀的错误动作对压力控制的影响，使被控容腔的压力变化更加平稳。
【IPC分类】G05B19/04
【公开号】CN105302003
【申请号】CN201510818169
【发明人】杨钢, 李宝仁, 杜经民, 傅晓云, 谭路, 高隆隆, 高磊
【申请人】华中科技大学
【公开日】2016年2月3日
【申请日】2015年11月23日