[发明专利]一种转速测量控制系统

说明书

技术领域

本发明属于飞机设计领域，尤其涉及一种采用非接触式动力源作为动力的飞机发动机转子效应的模拟装置的转速测量控制系统。

背景技术

现代大型客机设计广泛采用机翼下吊挂发动机的布局形式，在结构布局上这种吊挂式发动机往往远离翼根并伸出机翼前缘，由于机翼和发动机吊架的柔性，当机翼发生扭转振动及面内弯曲时，发动机转子旋转轴将发生俯仰和偏航角振动，根据陀螺仪理论，这种旋转体轴线的角运动将引起陀螺力矩，即转子效应；这种转子效应势必对飞机机翼和发动机所组成的系统甚至全机的结构动力学特性产生影响，进而对系统或全机的颤振特性产生影响，因此翼下吊发动机不仅对飞机的气动力布局产生影响，发动机高速旋转的风扇和压气机及涡轮等转子的转子效应在翼吊喷气发动机布局和机翼的颤振分析中的影响也应予以考虑。 

随着大型客机的发展，发动机转子效应的机翼-发动机系统的颤振特性理论方面的研究已经取得了一些进展，有限元仿真也做出了一定的结果，但是如何进行试验验证俨然成为了亟待解决的技术问题之一。

试验方案设计及平台的搭建尤为重要，前人提出采用步进电机作为动力驱动转盘转动来模拟转子效应，此方法优点在于可以方便的控制转速，保持结构动特性的稳定，从而进行结构动特性测试，但是，连接间隙以及电机附加质量给试验带来的影响成为难以解决的问题。

发明内容

本发明的目的：为克服上述采用步进电机作为动力驱动转盘转动来模拟转子效应的不足，本发明提出了一种非接触式动力源作为动力的发动机转子效应模拟装置的转速测量控制系统，这种装置采用非接触式连接，减少了连接装置和间隙，结构紧凑、重量轻、控制方便，能有效模拟转子效应。

本发明的技术方案：转速测量控制系统主要由光电测速器60、感光片61、数据采集仪62、电磁制动器50、工控机70组成；所述感光片61设有转轴12的端部，光电测速器60与感光片61对应放置；电磁制动器50穿过转轴12设于与感光片61相对的另一侧转轴12上。

转速测量控制系统工作过程中，首先是利用光电测速器60感测转轴12端部的感光片61，数据采集仪62采集转速信号，实现转速的“实时监控”，同时转速信号作为“转速反馈”传输至喷流控制系统软件中，喷流控制系统通过计算叶轮30当前转速与目标转速差，判断是否满足容差（误差限）要求，若满足则保持此状态；若不满足则采用刹车、喷流控制相结合的方法进行调整，所述刹车功能主要是通过电磁制动器50实现，根据电磁铁的工作原理，利用软件控制电路的通断，通电时抱紧，断电时松开；所述喷流控制利用控制器25控制调节阀24的气体流量和气源23的压力，进而实现转速控制，最终达到目标转速。

本发明的有益效果在于：本发明提供的翼吊发动机缩比模型转子效应模拟装置重量轻、结构简单，与传统装置转轴上装有动力源相比，旋转部件转轴12独立，无附加质量影响，只有叶轮30提供转动惯量；由于采用非接触式连接，减少了连接间隙，控制方便。

附图说明

图1是本发明翼吊发动机缩比模型转子效应模拟装置第一种实施例的结构组成图。

图2是本发明翼吊发动机缩比模型转子效应模拟装置第一种实施例的结构示意图。

图3是本发明翼吊发动机缩比模型转子效应模拟装置第二种实施例的结构示意图。

图4是本发明喷流控制系统结构示意图。

图5是本发明喷流控制系统工作流程图。

图6是本发明转速测量控制系统结构示意图。

图7是本发明转速测量控制系统工作流程图。

具体实施方式

下面结合附图1～7和具体实施例对本发明进行详细的说明。

图1和图2是本发明翼吊发动机缩比模型转子效应模拟装置第一种实施例的结构组成图及示意图，由图1～2可知模拟装置结构由试验台、喷流控制系统、转速测量控制系统三部分组成；试验台包括：底座10、轴承座11、转轴12、轴承13、叶轮30、配重浆片40；喷流控制系统包括：喷嘴支架（喷嘴环形支架20、喷嘴侧支架21）、喷嘴22、气源23、调节阀24、控制器25、工控机70；转速测量控制系统包括：光电测速器60、感光片61、数据采集仪62、电磁制动器50、工控机70。