[发明专利]一种应用于模型自动变迎角的平移振荡试验的控制装置

说明书

一种应用于模型自动变迎角的平移振荡试验的控制装置，解决平移振荡试验效率低下、迎角定位精度差的缺点，大幅提升低速风洞平移振荡试验的效率及动导数试验数据的精准度。装置包括上位机控制单元、网络通讯单元、触屏控制单元、PLC信号模块单元、32KW伺服驱动控制单元、主电机驱动单元、正弦发生器单元、直线位移反馈单元、两套1KW伺服驱动控制单元、升沉变角电缸单元和侧移变角电机单元，主电机驱动单元与正弦发生器单元组成平移振荡驱动机构；升沉变角电缸单元负责升沉振荡模态中模型迎角的自动改变，侧移变角电机单元负责侧移振荡模态中模型迎角的自动改变。触屏控制单元对主电机驱动单元、升沉变角电缸单元和侧移变角电机单元的闭环运动控制。

技术领域

本发明涉及一种应用于模型自动变迎角的平移振荡试验的控制装置。

背景技术

飞行器动稳定性导数(简称动导数)是进行飞行器的动态品质分析、操稳特性分析以及飞控系统设计的必要输入，直接关系到飞行器的飞行安全。同时，动导数也是开展飞行器大迎角飞行、过失速飞行状态下非定常气动力分析的重要原始气动力数据。获取飞行器动导数的风洞试验包含角振荡试验和平移振荡试验两部分。

目前，低速风洞用于开展平移振荡试验的试验系统主要采用手动方式来改变试验模型的迎角。每次吹风前，试验人员需要通过手动调整变角机构来改变试验模型的迎角，然后进行平移振荡试验。基于上述这种试验模式，由于单次试验只能进行一个迎角的平移振荡试验，且由于风洞起风、停风时间较长，设备起振、停止的时间也较长，因此单次试验的有效时间占非常小，试验效率很低。此外，由于机械加工的精度问题，变角机构的角度定位精度较差，因此很难获得高精度的动导数试验数据。

发明内容

基于以上不足之处，本发明的目的是提供了一种适用于低速风洞的模型自动变迎角的平移振荡试验的控制装置，实现一次吹风过程便能够进行一个迎角序列(多个迎角的组合)的平移振荡试验的试验能力，解决以往平移振荡试验效率低下、迎角定位精度差的缺点，从而大幅提升低速风洞平移振荡试验的效率以及动导数试验数据的精准度。

为了实现上述发明目的，本发明采用下述的技术方案：一种应用于模型自动变迎角的平移振荡试验的控制装置，包括上位机控制单元、网络通讯单元、触屏控制单元、PLC信号模块单元、32KW伺服驱动控制单元、主电机驱动单元、正弦发生器单元、直线位移反馈单元、两套1KW伺服驱动控制单元、升沉变角电缸单元和侧移变角电机单元；所述的上位机控制单元与触屏控制单元通过网络通讯单元进行指令、数据的交互；触屏控制单元、PLC信号模块单元、32KW伺服驱动控制单元以及两套1KW伺服驱动控制单元之间通过POWERLINK总线进行通讯；32KW伺服驱动控制单元给主电机驱动单元提供动力电并接收反馈的电机参数信息；两套1KW伺服驱动控制单元分别给升沉变角电缸单元和侧移变角电机单元提供动力电并接收反馈的电缸、电机参数信息；正弦发生器单元与主电机驱动单元连接；正弦发生器单元与直线位移反馈单元连接；直线位移反馈单元与PLC信号模块单元电信号连接；

所述的主电机驱动单元与正弦发生器单元共同组成平移振荡驱动机构，主电机驱动单元的匀速旋转通过正弦发生器单元转换为直线正弦振荡，实现试验模型的平移振荡试验功能；平移振荡试验的频率由主电机驱动单元的转速决定，振幅通过正弦发生器单元进行调节；平移振荡试验包含升沉振荡试验模态和侧移振荡试验模态，升沉变角电缸单元负责升沉振荡模态中模型迎角的自动改变，侧移变角电机单元负责侧移振荡模态中模型迎角的自动改变；上位机控制单元下发主电机驱动单元旋转运动的控制指令、升沉变角电缸单元和侧移变角电机单元步进运动的控制指令，同时接收主电机驱动单元、升沉变角电缸单元和侧移变角电机单元回传的反馈信息以及直线位移反馈单元反馈的试验模型的实时位置；触屏控制单元在实时操作环境中实现对主电机驱动单元、升沉变角电缸单元和侧移变角电机单元的闭环运动控制；试验模型进行强迫正弦振荡的实时位置通过直线位移反馈单元反馈给触屏控制单元，该路信号不参与闭环运动控制，但是通过该路信号进行到位触发判断，并且该路位置信号实时输出给试验的数据采集系统，并与平移振荡试验数据进行同步采集。