本申请涉及风墙控制，尤其涉及一种基于开关电源的数字式风墙系统。
背景技术：
1、风洞测试是传统的气动性能测试方法，广泛应用于航空航天、汽车工程和风力发电等领域。传统风洞通过固定式风扇系统产生可控气流，用于模拟飞行器和其他设备在不同气流条件下的性能表现。然而，传统风洞设备体积庞大，建设成本高昂，且固定结构难以灵活调整实验环境，无法完全适应当今低空经济背景下多场景、多角度的测试需求。此外，其气流调节通常采用机械手段或简单电机调速方式，在复杂风速动态调节中存在响应延迟和精度不足的问题。
技术实现思路
1、本申请的主要目的在于提供一种基于开关电源的数字式风墙系统，旨在解决现有技术中气流调节通常采用机械手段或简单电机调速方式，在复杂风速动态调节中存在响应延迟和精度不足的技术问题。
2、为实现上述目的，本申请提供一种基于开关电源的数字式风墙系统，包括风墙电机阵列、开关电源阵列、传感器和双闭环控制模块。其中，风墙电机阵列用于根据驱动电压生成待调节的气流；开关电源阵列包括多个两相交错buck变换器，各两相交错buck变换器与各目标电机一一对应连接，所述开关电源阵列用于通过两相交错buck变换器将输入的各电源电压转换为各目标电机的驱动电压；传感器用于实时采集各风扇模块的风速数据、各目标电机的转速数据和电压数据；双闭环控制模块用于根据传感器发送的风速数据、电压数据及转速数据，输出pi控制信号，基于pi控制信号生成pwm驱动信号，并根据各pwm驱动信号控制各两相交错buck变换器的输出电压，以控制风墙电机阵列的输出风况。
3、可选地，所述两相交错buck变换器包括：输入电压源、第一三极管、第二三极管、第一二极管、第二二极管、第一电感、第二电感、电容和电阻；其中，输入电压源的正极连接第一三极管的第一端，第一三极管的第二端连接第一二极管的阳极和第一电感的第一端；输入电压源的正极连接第二三极管的第一端，第二三极管的第二端连接第二二极管的阳极和第二电感的第一端；第一电感的第二端连接第二电感的第二端后连接电容的第一端和电阻的第一端；电容的第二端和电阻的第二端连接后再连接第一二极管的阴极、第二二极管的阴极以及输入电压源的负极；第一三极管与第二三极管各自的输入端均连接驱动电路。
4、可选地，所述双闭环控制器包括：plc控制器，所述plc控制器包括pi控制器和pwm控制器。
5、可选地，还包括：风况计算模块，用于利用风况模型处理传感器采集的实时风速数据，得到目标风速数据。
6、可选地，所述pi控制器用于在外环中，用于接收传感器采集的实时风速数据和实时转速数据，基于pi控制算法处理实时风速数据与所述目标风速数据的第一误差，实时转速数据与目标转速数据的第二误差，并基于第一误差和第二误差得到第一pi控制信号；所述pi控制器还用于在外环中，接收传感器采集的各目标电机的实时电压数据，基于pi控制算法处理目标电压数据与实时电压数据的第三误差，得到第二pi驱动信号，所述pwm控制器用于接收pi控制信号，得到第一pmw驱动信号，基于第一pmw驱动信号控制各目标电机的转速；并接收第二pi控制信号，输出第二pmw驱动信号，基于第二pmw驱动信号控制各目标电机所需的驱动电压。
7、可选地，各所述风扇模块的进风口均为五扇叶进风口，出风口均为七扇叶出风口。
8、可选地，还包括：基于二维风廓线模型的自适应控制模块，与传感器和各风扇模块均连接，用于通过预构建的动态控制函数：设定常值的控制信号来控制各风扇模块在空间和时间上为均匀流动的风速，以模拟均匀层流；设定多个频率叠加的正弦函数控制信号来控制风墙中不同区域风扇模块的风速，以模拟湍流风；设定随时间周期性变化的控制信号来控制风扇模块的风速，以模拟时变风；设定叠加在基本风速的瞬时扰动控制信号来控制风扇模块的风速，以模拟阵风；设定指数控制信号来控制风扇模块的风速，以模拟垂直风。并将均匀层流、湍流风、时变风、阵风垂、直风的实时风速、风向和湍流数据通过传感器向双闭环控制模块和风况计算模块发送。
9、可选地，所述plc控制器与开关电源阵列和传感器通过modbus或can通信协议进行数据传输。
10、可选地，还包括：驱动电路，用于根据所述pwm驱动信号的占空比调节开关电源阵列输出的各电源电压的pwm控制信号。
11、可选地，还包括：ac-dc电源，与开关电源阵列连接，用于将交流供电电压转化为直流供电电压；辅助电源，与ac-dc电源、双闭环控制模块和驱动电路，所述辅助电源用于接收ac-dc电源输出的直流电压，并向双闭环控制模块和驱动电路供电。
12、本申请实施例提出的一种基于开关电源的数字式风墙系统，包括风墙电机阵列，风墙电机阵列根据驱动电压生成待调节的气流；开关电源阵列，开关电源阵列用于通过两相交错buck变换器将输入的各电源电压转换为各目标电机的驱动电压；驱动电路，用于根据pwm驱动信号的占空比调节开关电源阵列输出的各电源电压的pwm控制信号；传感器，用于实时采集各风扇模块的风速数据、各目标电机的转速数据和电压数据；双闭环控制模块，用于根据传感器发送的风速数据、电压数据及转速数据，输出pi控制信号，基于pi控制信号生成pwm驱动信号，并根据各pwm驱动信号控制各两相交错buck变换器的输出电压，以控制风墙电机阵列的输出风况，本申请将开关电源模块和pwm控制技术结合控制各目标电机，利用模块化设计，实现了多场景适配的无人机风墙测试平台，并且，该平台能够在复杂气象条件下实现风速的高精度调节、快速响应和稳定运行。
1.一种基于开关电源的数字式风墙系统，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的基于开关电源的数字式风墙系统，其特征在于，所述两相交错buck变换器包括：
3.如权利要求1所述的基于开关电源的数字式风墙系统，其特征在于，所述双闭环控制器包括：
4.如权利要求3所述的基于开关电源的数字式风墙系统，其特征在于，还包括：
5.如权利要求4所述的基于开关电源的数字式风墙系统，其特征在于，所述pi控制器用于在外环中，用于接收传感器采集的实时风速数据和实时转速数据，基于pi控制算法处理实时风速数据与所述目标风速数据的第一误差，实时转速数据与目标转速数据的第二误差，并基于第一误差和第二误得到第一pi驱动信号；
6.如权利要求1所述的基于开关电源的数字式风墙系统，其特征在于，各所述风扇模块的进风口均为五扇叶进风口，出风口均为七扇叶出风口。
7.如权利要求4所述的基于开关电源的数字式风墙系统，其特征在于，还包括：
8.如权利要求1所述的基于开关电源的数字式风墙系统，其特征在于，所述plc控制器与开关电源阵列和传感器通过modbus或can通信协议进行数据传输。
9.如权利要求1所述的基于开关电源的数字式风墙系统，其特征在于，还包括：
10.如权利要求9所述的基于开关电源的数字式风墙系统，其特征在于，还包括：