[发明专利]一种用于风洞旋转流场下模型振荡试验的控制系统

权利要求书

1.一种用于风洞旋转流场下模型振荡试验的控制系统，包括远程计算机、系统总控计算机和采集系统，其特征在于：还包括制动能量吸收模块、启振点感应模块、驱动功率输出模块、CANopen总线模块、驱动控制单元、编码信号输入模块、辅助单元、触发信号调理模块、触发信号输出模块及实时位置输出模块，总控计算机通过CANopne总线模块与驱动控制单元通讯；制动能量吸收模块、驱动功率输出模块、驱动控制单元、编码信号输入模块与旋转轴电机和振荡轴电机构成闭环控制，驱动控制单元对各轴电机负载参数、控制模式及PID参数进行配置，通过驱动功率输出模块驱动各轴电机运动，编码信号输入模块反馈各轴电机的位置、速度、温度、扭矩的状态信号从而形成闭环控制环节，制动能量吸收模块在控制系统停止运动时吸收旋转轴和振荡轴制动能量；启振点感应模块利用光耦感应旋转轴的零位信号，并将该信号传送给驱动控制单元，从而激活振荡轴电机启动振荡轴振荡，确保旋转轴电机在不同旋转频率时振荡轴能够在旋转轴零相位处启振，启振点感应模块采用光耦搭建感应装置，当旋转轴遮光挡片旋转轴零点位置扫过感应装置时触发启动信号，在驱动控制单元内利用锁相程序记录启振信号并触发振荡轴启动振荡，设定锁相时间确保触实现振荡轴启振，保证动态试验中振荡轴启动正弦运动时与不同频率下旋转轴间零点相位关系一致；驱动控制单元通过编码信号输入模块实时获取振荡轴的位置信号，发出采集触发信号，通过触发信号调理模块调压转换作为辅助单元外触发信号，辅助单元根据设定参数，触发采集系统对天平信号进行采集，同时采集系统采集由实时位置输出模块输出的模型正弦振荡运动的实时位置信号；试验时，旋转轴按计划频率开始旋转产生旋转流场，当到达计划频率稳定秒并激活启振点感应模块时，系统会驱动振荡轴启动正弦振荡零相位处，当振荡轴达到计划频率稳定3秒并通过驱动控制单元内程序判断模型振荡位置为过零点正向时，触发信号输出模块输出信号经触发信号调理模块产生5V外触发信号触发辅助单元，辅助单元由系统总控计算机获取的振荡轴频率及试验前设定的采集周期数、周期点数发出触发脉冲，触发采集系统对试验数据进行采集，采集系统采集完成后发采集完成信号至系统总控计算机并将数据文件存储，系统总控计算机接收到采集完成信号后按发停止指令使振荡轴停止振荡并回至零位，同时按计划执行下一旋转频率重复上述过程直至整个试验计划完成，旋转轴停止运行。