[发明专利]基于双阀调节的空气容腔压力精准控制方法和系统

说明书

本发明提供了基于双阀调节的空气容腔压力精准控制方法和系统，包括：获取表征压力误差信号，将表征压力误差信号作为PI控制器的输入，采用PI控制算法，得到空气容腔的虚拟放气总流量；根据虚拟放气总流量，通过LMI优化求解的控制分配算法，得到双调节阀的开口面积；根据双调节阀的开口面积与液压缸阀芯位移之间的函数关系，计算双调节阀的液压缸阀芯位移；根据双调节阀的液压缸阀芯位移控制双调节阀的开度，控制空气容腔的压力；双调节阀的开口面积包括第一调节阀的开口面积和第二调节阀的开口面积，双调节阀的液压缸阀芯位移包括第一调节阀的液压缸阀芯位移和第二调节阀的液压缸阀芯位移，采用双阀调节实现对空气容腔压力的精准控制。

技术领域

本发明涉及航空航天技术领域，尤其是涉及基于双阀调节的空气容腔压力精准控制方法和系统。

背景技术

空气容腔装置是大型空气管路试验台的关键子装置，其压力控制效果直接影响试验台的整体性能。目前采用单个调节阀进行流量调节，以控制空气容腔装置中的压力。但是在空气流量大范围变化时，无法保证腔内压力的精确控制。由于单个调节阀的流量调节能力有限，而使用更大口径的调节阀会增加经济成本。

而如果采用两个调节阀，这种控制方法是应用在液压伺服控制领域的，并不适用于空气容腔装置。因此，目前尚未提出基于双阀调节的空气容腔的控制方法。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供基于双阀调节的空气容腔压力精准控制方法和系统，采用双阀调节实现对空气容腔压力的精准控制，并且成本低。

第一方面，本发明实施例提供了基于双阀调节的空气容腔压力精准控制方法，所述方法包括：

获取表征压力误差信号，将所述表征压力误差信号作为PI控制器的输入，并采用PI控制算法，得到所述空气容腔的虚拟放气总流量；

根据所述虚拟放气总流量，通过LMI优化求解的控制分配算法，计算得到双调节阀的开口面积；

根据所述双调节阀的开口面积与液压缸阀芯位移之间的函数关系，计算所述双调节阀的液压缸阀芯位移；

根据所述双调节阀的液压缸阀芯位移控制所述双调节阀的开度，从而控制所述空气容腔的压力；

其中，所述双调节阀的开口面积包括第一调节阀的开口面积和第二调节阀的开口面积，所述双调节阀的液压缸阀芯位移包括所述第一调节阀的液压缸阀芯位移和所述第二调节阀的液压缸阀芯位移。

进一步的，所述获取表征压力误差信号包括：

获取所述空气容腔的第一实际压力和第一预设压力；

根据所述第一实际压力和传感器增益，得到第二实际压力；

根据所述第一预设压力和所述传感器增益，得到第二预设压力；

根据所述第二实际压力和所述第二预设压力，得到所述表征压力误差信号。

进一步的，所述PI控制器通过以下方式进行设计：

获取所述空气容腔的非线性模型；

将所述空气容腔的非线性模型进行线性化，得到所述空气容腔的线性化模型；

当所述空气容腔的虚拟放气总流量与所述双调节阀的实际放气总流量相等时，基于所述空气容腔的线性化模型，实现所述PI控制器的设计；

其中，将所述表征压力误差信号作为所述PI控制器的输入，采用所述PI控制算法，得到所述双调节阀的实际放气总流量；并且将所述双调节阀的实际放气总流量作为所述空气容腔的线性化模型的输入，输出得到所述空气容腔的第一实际压力。

进一步的，所述根据所述虚拟放气总流量，通过LMI优化求解的控制分配算法，计算得到双调节阀的开口面积，包括：