應(yīng)用于等離子體抑制流動(dòng)分離的控制裝置及判定方法
【專利說明】
[0001]技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及一種應(yīng)用于等離子體抑制流動(dòng)分離的控制裝置及判定方法。
[0002]【背景技術(shù)】:
飛行器流動(dòng)控制的目的是增加飛行器的升力、減小阻力、提高升/阻比，從而改善飛行器的氣動(dòng)特性；對(duì)于汽車、高速列車、風(fēng)力發(fā)電機(jī)等民用設(shè)施而言，流動(dòng)控制的主要目的是防止流動(dòng)分離、減小阻力等；流動(dòng)控制分為主動(dòng)流動(dòng)控制和被動(dòng)流動(dòng)控制，被動(dòng)流動(dòng)控制只能針對(duì)特定的條件有效，其他條件下可能起到發(fā)作用，應(yīng)用范圍較窄；而主動(dòng)流動(dòng)控制則不然，可以根據(jù)事先設(shè)定的條件實(shí)施控制，也可以根據(jù)翼面的流動(dòng)情況施加控制；在主動(dòng)流動(dòng)控制技術(shù)中，等離子體流動(dòng)控制技術(shù)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、不影響氣動(dòng)外形、重量輕、作用頻帶寬、響應(yīng)迅速、能耗較低、可靠性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，受到了國(guó)內(nèi)外研究機(jī)構(gòu)的普遍關(guān)注，其控制理論和控制技術(shù)得到快速發(fā)展，突破了飛機(jī)起飛/著陸、大迎角飛行等飛行風(fēng)速狀態(tài)翼面流動(dòng)分離控制的關(guān)鍵技術(shù)，具備了開展樣機(jī)飛行試驗(yàn)驗(yàn)證的基本條件，而本發(fā)明正是根據(jù)等離子體流動(dòng)控制技術(shù)的發(fā)展需要而發(fā)展起來(lái)的。
[0003]
【發(fā)明內(nèi)容】
:
本發(fā)明的目的是提供一種應(yīng)用于等離子體抑制流動(dòng)分離的控制裝置及判定方法。
[0004]上述的目的通過以下的技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):
一種應(yīng)用于等離子體抑制流動(dòng)分離的控制裝置，其組成包括:等離子體激勵(lì)器、壓力傳感器、控制系統(tǒng)、等離子體電源，所述的等離子體激勵(lì)器安裝于機(jī)翼的表面；所述的壓力傳感器有兩個(gè)，特征監(jiān)測(cè)點(diǎn)壓力傳感器安裝于機(jī)翼內(nèi)用于測(cè)量特征監(jiān)測(cè)點(diǎn)速壓，來(lái)流壓力傳感器安裝于機(jī)翼前面用于測(cè)量來(lái)流速壓；所述的等離子體激勵(lì)器電連接于等離子體電源；機(jī)翼表面特征監(jiān)測(cè)點(diǎn)和來(lái)流總壓測(cè)量點(diǎn)由測(cè)壓管連接于機(jī)翼內(nèi)的監(jiān)測(cè)點(diǎn)壓力傳感器；所述的壓力傳感器、等離子體電源分別電連接于控制系統(tǒng)。
[0005]所述的應(yīng)用于等離子體抑制流動(dòng)分離的控制裝置，所述的特征監(jiān)測(cè)點(diǎn)位于模型即將失速時(shí)對(duì)應(yīng)的分離點(diǎn)位置，對(duì)于飛行器，特征點(diǎn)位于機(jī)翼50%半展長(zhǎng)、距離機(jī)翼前緣95%當(dāng)?shù)叵议L(zhǎng)處。
[0006]所述的應(yīng)用于等離子體抑制流動(dòng)分離的控制裝置，所述的特征監(jiān)測(cè)點(diǎn)壓力傳感器為壓差傳感器，兩端分別測(cè)量來(lái)流總壓和翼面特征監(jiān)測(cè)點(diǎn)靜壓，直接輸出特征監(jiān)測(cè)點(diǎn)速壓。
[0007]所述的應(yīng)用于等離子體抑制流動(dòng)分離的控制裝置，所述的控制系統(tǒng)，能夠?qū)⒉杉膩?lái)流速壓和特征監(jiān)測(cè)點(diǎn)速壓進(jìn)行處理，根據(jù)公式計(jì)算出無(wú)量綱量作為判據(jù)，并根據(jù)判據(jù)控制等離子體電源。
[0008]所述的應(yīng)用于等離子體抑制流動(dòng)分離的控制裝置，所述的控制系統(tǒng)，對(duì)電源實(shí)施控制時(shí)，控制電源輸出電壓范圍為6?12KV。
[0009]所述的應(yīng)用于等離子體抑制流動(dòng)分離的控制裝置的判定方法，利用所述
的來(lái)流壓力傳感器實(shí)時(shí)采集來(lái)流速壓；其特征監(jiān)測(cè)點(diǎn)壓力傳感器實(shí)時(shí)采集翼面特征監(jiān)測(cè)點(diǎn)的速壓；控制系統(tǒng)根據(jù)采集的數(shù)據(jù)和提出的流動(dòng)控制判定方法計(jì)算出無(wú)量綱判據(jù)，若判據(jù)滿足控制條件則施加等離子體控制，若判據(jù)不滿足則不施加等離子體控制或取消等離子體控制；利用等離子體電源為等離子體激勵(lì)器供電，電源的工作受控制系統(tǒng)控制；即利用本發(fā)明的控制裝置實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)來(lái)流和翼面特征監(jiān)測(cè)點(diǎn)的速壓，計(jì)算出無(wú)量綱的判定參數(shù)Cp;當(dāng)CpS 0.3，說明流動(dòng)已分離，需要施加等離子體控制，控制系統(tǒng)會(huì)控制等離子體電源開始工作，并將工作電壓提高到6KV，若Cp依然不大于0.3，控制系統(tǒng)會(huì)提高電壓，直到12KV;若Cp>0.3，說明流動(dòng)沒有分離，不需要施加控制，或者分離已經(jīng)得到抑制，可以解除等離子體控制。
[0010]所述的應(yīng)用于等離子體抑制流動(dòng)分離的控制裝置的判定方法，流動(dòng)控制判定方法對(duì)應(yīng)的公式為:Cp=pl/pO，式中PO為來(lái)流速壓，pi為特征監(jiān)測(cè)點(diǎn)速壓，Cp的臨界值取0.3。
[0011]本發(fā)明的有益效果:
1.本發(fā)明的控制裝置可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)來(lái)流和翼面特征監(jiān)測(cè)點(diǎn)的速壓，根據(jù)來(lái)流速壓和翼面特征監(jiān)測(cè)點(diǎn)速壓計(jì)算得出無(wú)量綱變量，表達(dá)式為:
Cp=pl/p0-l，式中PO為來(lái)流速壓，pi為特征監(jiān)測(cè)點(diǎn)速壓，Cp的臨界值取0.3。
[0012]本發(fā)明所采用的流動(dòng)分離的判定方法簡(jiǎn)單，所需參數(shù)易于測(cè)量；控制裝置的硬件便于集成、容易搭建。
[0013]本發(fā)明主要應(yīng)用于等離子體流動(dòng)控制技術(shù)，通過測(cè)量得到監(jiān)測(cè)點(diǎn)和來(lái)流速壓，計(jì)算出無(wú)量綱量作為等離子體流動(dòng)控制的判據(jù)，真正實(shí)現(xiàn)了對(duì)流動(dòng)分離主動(dòng)流動(dòng)控制。
[0014]本發(fā)明提供的控制裝置和判定方法已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了等離子體抑制流動(dòng)分離的風(fēng)洞試驗(yàn)驗(yàn)證，實(shí)現(xiàn)了對(duì)翼型和飛機(jī)模型翼面流動(dòng)分離的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與控制。
[0015]本發(fā)明提出的流動(dòng)分離判定方法和控制裝置思路新穎，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)，在等離子體流動(dòng)控制技術(shù)快速發(fā)展并即將應(yīng)用的環(huán)境下，本發(fā)明的內(nèi)容更具實(shí)用價(jià)值。
[0016]【附圖說明】:
附圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)原理示意圖。
[0017]【具體實(shí)施方式】:
實(shí)施例1:
一種應(yīng)用于等離子體抑制流動(dòng)分離的控制裝置，其組成包括:等離子體激勵(lì)器1、壓力傳感器、控制系統(tǒng)3、等離子體電源4，所述的等離子體激勵(lì)器安裝于機(jī)翼的表面；所述的壓力傳感器有兩個(gè)，特征監(jiān)測(cè)點(diǎn)壓力傳感器5安裝于機(jī)翼內(nèi)用于測(cè)量特征監(jiān)測(cè)點(diǎn)速壓，來(lái)流壓力傳感器2安裝于機(jī)翼前面用于測(cè)量來(lái)流速壓；所述的等離子體激勵(lì)器電連接于等離子體電源；機(jī)翼表面特征監(jiān)測(cè)點(diǎn)和來(lái)流總壓測(cè)量點(diǎn)由測(cè)壓管連接于機(jī)翼內(nèi)的監(jiān)測(cè)點(diǎn)壓力傳感器；所述的壓力傳感器、等離子體電源分別電連接于控制系統(tǒng)。
[0018]實(shí)施例2:
根據(jù)實(shí)施例1所述的應(yīng)用于等離子體抑制流動(dòng)分離的控制裝置，所述的特征監(jiān)測(cè)點(diǎn)位于模型即將失速時(shí)對(duì)應(yīng)的分離點(diǎn)位置，對(duì)于飛行器，特征點(diǎn)位于機(jī)翼50%半展長(zhǎng)、距離機(jī)翼前緣95%當(dāng)?shù)叵议L(zhǎng)處。
[0019]實(shí)施例3:
根據(jù)實(shí)施例1所述的應(yīng)用于等離子體抑制流動(dòng)分離的控制裝置，所述的特征監(jiān)