一种飞机进气道闭环流动控制装置和控制方法与流程

技术特征：
1.一种飞机进气道闭环流动控制装置，其特征在于，所述的控制装置包括微射流调压阀（21）、信号处理器（3）、实时控制器（4）、第一传感器（24）和脉动压力传感器（25）；所述的微射流调压阀（21）的进气端与发动机（12）的引气口相连，出气端与微射流（23）的稳压腔（22）相连，稳压腔（22）位于进气道（11）的外表面上；所述的脉动压力传感器（25）的数量为m，m≥2，安装在进气道（11）的出口截面上，用于测量壁面不同位置处的脉动压力，得到脉动压力信号并输出至信号处理器（3）；所述的第一传感器（24）的数量为n，n≥2，安装在稳压腔（22）的内壁面上，用于测量微射流（23）的压力，得到微射流压力信号并输出至信号处理器（3）；所述的信号处理器（3）包括信号调理器、低通滤波器、带通滤波器和均方根计算器；第一传感器（24）的微射流压力信号经信号调理器放大、低通滤波器低通滤波后输出至实时控制器（4）的输入端；脉动压力传感器（25）的脉动压力信号经信号调理器放大、带通滤波器带通滤波、均方根计算器计算均方根后，输出至实时控制器（4）的输入端；所述的实时控制器（4）包括输入端、输出端、处理器和存储器；输入端接收飞控系统发出的飞行状态参数、信号处理器（3）发出的微射流压力信号和脉动压力均方根信号，并转化为数字信号；处理器读取输入端的数字信号，同时将数字信号保存在存储器中，处理器利用存储器中的压力传感器故障判断程序、脉动压力传感器故障判断程序、反馈计算程序、控制目标计算程序、稳态判断程序、分区PID控制程序计算控制指令并输出至输出端；输出端将控制指令的数字信号转换为模拟信号后输出至微射流调压阀（21）。2.根据权利要求1所述的飞机进气道闭环流动控制装置，其特征在于，所述的信号处理器（3）为每一个微射流压力信号和脉动压力信号各分派一个独立的处理通道。3.根据权利要求1所述的飞机进气道闭环流动控制装置，其特征在于，所述的飞行状态参数包括飞行速度、飞机姿态、飞行高度。4.根据权利要求1所述的飞机进气道闭环流动控制装置，其特征在于，所述的第一传感器（24）每次使用1个，剩余的第一传感器（24）为备份。5.根据权利要求1所述的飞机进气道闭环流动控制装置，其特征在于，所述的脉动压力传感器（25）每次使用1个~2个，剩余的脉动压力传感器（25）为备份。6.一种飞机进气道闭环流动控制方法，其特征在于，包括以下步骤：a.判断第一传感器（24）是否存在故障；实时控制器（4）读取信号处理器（3）输出的微射流压力信号，根据存储器中的第一传感器故障判断程序，判断当前使用的1个第一传感器（24）是否存在故障；如果判断结果为否，继续使用并取其测量的微射流压力值为Pj；如果判断结果为是，在剩余的n-1个第一传感器（24）中选择1个工作正常的第一传感器（24），并取其测量的微射流压力值为Pj；如果所有的n个第一传感器（24）均发生故障，则关闭控制系统；b.判断脉动压力传感器（25）是否存在故障；实时控制器（4）读取信号处理器（3）输出的脉动压力均方根信号，根据存储器中的脉动压力传感器故障判断程序，判断当前使用的1个或2个脉动压力传感器（25）是否存在故障；如果判断结果为否，则继续使用，并计算测量的脉动压力均方根值为Δprmsi，i=1或i=2；如果判断结果为是，在剩余的脉动压力传感器（25）中重新选择工作正常的1个或2个脉动压力传感器（25），并计算测量的脉动压力均方根值为Δprmsi，i=1或i=2；如果所有的m个脉动压力传感器（25）均发生故障，则关闭控制系统；c．计算无量纲反馈值；实时控制器（4）利用Δprmsi除以Pj得到无量纲的Δprmsi/Pj，再根据使用的第一传感器（24）编号、脉动压力传感器（25）编号和数量、存储器中的反馈值计算程序，选择反馈值计算模型f，计算出表征控制效果的无量纲反馈值Hres：当使用1个脉动压力传感器（25）时，反馈值计算模型f为：或d.计算控制目标值；实时控制器（4）根据当前飞行状态参数、第一传感器（24）编号、脉动压力传感器（25）编号和数量、存储器中的控制目标计算程序和反馈值计算模型f，计算相对应的控制目标值Href；e.判断系统稳态和更新控制指令；实时控制器（4）根据存储器中的稳态判断程序、Href和Hres的误差值，判断系统是否处于稳态；若判断结果为是，则维持当前的控制指令，否则根据分区PID控制程序计算控制指令；微射流调压阀（21）根据控制指令调节微射流压力，进而影响进气道（11）的流动状态，使得进气道（11）出口截面的脉动压力传感器（25）的测量值发生变化；f.信号测量和处理；第一传感器（24）和脉动压力传感器（25）分别测量微射流压力信号和脉动压力信号，信号处理器将微射流压力信号和脉动压力信号处理后输出至实时控制器（4），重复步骤a~f，直到停止闭环控制。7.根据权利要求6所述的飞机进气道闭环流动控制方法，其特征在于，所述的脉动压力均方根值的统计时间为0.5秒~1.0秒。8.根据权利要求6所述的飞机进气道闭环流动控制方法，其特征在于，所述的飞行状态参数达到稳态的稳态判断准则为：飞行状态参数在5分钟以内保持不变以及Href和Hres的相对误差在±5%以内。