[发明专利]一种数字阀流量的分段控制算法

说明书

本发明公开一种数字阀流量的分段控制算法，所述的数字阀由十六个不同口径的文氏管和电磁阀组成，所述文氏管的喉道面积按照二进制递增进行排列，将二进制排列的阀位分为两段进行控制，一号阀位至八号阀位为低段，九号阀位至十六号阀位为高段；当控制反馈流量接近目标值时高段阀位采用预期开启状态，低段阀位继续采用PID算法解算开启状态进行控制。该技术在风洞试验的数字阀流量控制中首次使用，解决了长期困扰的某些流量目标点控制振荡的难题；采用数字阀流量的分段控制算法，保证了流量的稳定精确控制，对试验模型的安全性、试验效率以及试验数据的精准度都有很大的贡献。

技术领域

本发明属于风洞试验中的数字阀流量控制算法，具体为数字阀流量的分段控制算法。

背景技术

风洞试验中使用数字阀对空气流量进行精确控制。数字阀主要由一系列电磁阀和不同口径的文氏管组成，而文氏管的喉道面积按照二进制递增进行排列，通过阀位的组合来实现空气流量的精确控制。采用PID控制算法解算整个数字阀的开启状态，数字阀理论上是连续的，但工程实践中发现，对于某一些流量给定目标值，会出现喉道较大的阀位频繁反复开启/关闭状况，会造成控制振荡，不能满足试验要求。如能设计构造一种数字阀流量的控制算法，保证所有的流量给定点都不出现控制振荡，将增强试验安全性和提高试验效率，确保试验所需的稳定精确空气流量。

发明内容

本发明的目的是建立一种数字阀流量控制算法，有效避免某些流量目标点的控制振荡，获得稳定精确的空气流量。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种数字阀流量的分段控制算法，所述的数字阀由十六个不同口径的文氏管和电磁阀组成，所述文氏管的喉道面积按照二进制递增进行排列，将二进制排列的阀位分为两段进行控制，一号阀位至八号阀位为低段，九号阀位至十六号阀位为高段；当控制反馈流量接近目标值时高段阀位采用预期开启状态，低段阀位继续采用PID算法解算开启状态进行控制。

在上述技术方案中，PID算法解算具体为：

第一步：获取一个流量给定值；

第二步：解算数字阀的预期开启状态，根据数字阀前压力、温度以及流量给定值，解算出数字阀预期的需要打开的文氏管喉道总面积，然后进行二进制运算获得数字阀预期的开启状态；

第三步：获取反馈流量值；

第四步：判断反馈流量值是否接近流量给定值；

第五步：低段阀位使用PID解算的开启状态，高段阀位直接使用预期的开启状态；

第六步：低段阀位如果全部打开或全部关闭都不能满足控制的精准度要求，这时必须向高段阀位进行进位或退位处理；

第七步：全数字阀PID解算开启状态；

第八步：是否结束，若需要继续控制，则继续第一步；否则结束。

在上述技术方案中，在步骤四中，当流量给定值与反馈流量值的差的绝对值不小于反馈流量接近给定值时，执行第七步。

在上述技术方案中，在步骤六中，当不需要向高段阀位进行进位或退位处理时，直接执行第八步。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

该技术在风洞试验的数字阀流量控制中首次使用，解决了长期困扰的某些流量目标点控制振荡的难题；

采用数字阀流量的分段控制算法，保证了流量的稳定精确控制，对试验模型的安全性、试验效率以及试验数据的精准度都有很大的贡献。

附图说明

图1是本算法的流程图。

具体实施方式