一種自動(dòng)調(diào)壓式高壓氦氣控制系統(tǒng)的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及一種氦氣壓力調(diào)節(jié)系統(tǒng)，具體公開(kāi)一種自動(dòng)調(diào)壓式高壓氦氣控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括主氣瓶、高壓緩沖瓶、低壓緩沖瓶、氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥、主氣電磁閥、高緩電磁閥、低緩電磁閥、終端電磁閥，主氣瓶的輸出接口與氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥的輸入端連通，氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥的輸出端與主氣電磁閥的輸入端連通，高壓緩沖瓶的輸出接口與高緩電磁閥的輸入端連通，壓緩沖瓶的輸出接口與低緩電磁閥的輸入端連通，主氣電磁閥、高緩電磁閥、低緩電磁閥的輸出端均與終端電磁閥的輸入端連通。本發(fā)明的系統(tǒng)能夠提高壓力調(diào)節(jié)的快速性和準(zhǔn)確性，實(shí)現(xiàn)高壓氣源終端壓力的快速、準(zhǔn)確、穩(wěn)定輸出。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種自動(dòng)調(diào)壓式高壓氦氣控制系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種氦氣壓力調(diào)節(jié)系統(tǒng)，具體涉及一種高壓氦氣能源系統(tǒng)終端輸出壓力的快速準(zhǔn)確自動(dòng)調(diào)壓式高壓氦氣控制系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]燃?xì)庖簤核欧且匀細(xì)鈮毫橐淮文茉矗苿?dòng)渦輪泵高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生液壓動(dòng)力輸出給伺服作動(dòng)器的伺服系統(tǒng)。
[0003]自動(dòng)調(diào)壓式高壓氦氣控制系統(tǒng)是模擬燃?xì)庖簤核欧?nèi)彈道特性，以高壓氦氣代替燃?xì)獾目刂葡到y(tǒng)，其中，內(nèi)彈道特性用于描述氦吹系統(tǒng)輸出終端壓力隨時(shí)間的變化特性，理想的內(nèi)彈道特性曲線如圖1所示。因此，如何使高壓氦氣控制系統(tǒng)所提供的終端輸出壓力快速、準(zhǔn)確的穩(wěn)定在指定壓力范圍內(nèi)，成為了系統(tǒng)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵問(wèn)題。
[0004]目前，國(guó)內(nèi)低壓能源供給主要依賴于氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥的自我調(diào)節(jié)功能。例如沼氣池的自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)，就是充分利用氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥的自我調(diào)節(jié)功能來(lái)控制輸出壓力的。氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥可以根據(jù)輸入端和輸出端的壓力差進(jìn)行動(dòng)作，當(dāng)輸出端壓力高于輸入端壓力時(shí)，氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥關(guān)閉；當(dāng)輸出端壓力低于輸入端壓力時(shí)，氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥開(kāi)啟，開(kāi)啟的大小取決于閥門(mén)兩側(cè)的壓差。利用此種方法得到的終端輸出壓力變化平緩，然而具有一定的局限性，無(wú)法滿足對(duì)終端輸出壓力快速變化的需求。此方法目前主要用于低壓能源的壓力調(diào)節(jié)領(lǐng)域。
[0005]國(guó)內(nèi)高壓氦氣壓力控制主要依賴于手動(dòng)調(diào)節(jié)。例如火箭伺服機(jī)構(gòu)的地試設(shè)備主要采用手動(dòng)調(diào)節(jié)的高壓氦吹系統(tǒng)。高壓氦吹系統(tǒng)，即利用惰性氣體氦氣為伺服機(jī)構(gòu)提夠一定壓力的能源。氣源管路中的氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥可通過(guò)連動(dòng)機(jī)構(gòu)與比例調(diào)節(jié)閥固定為一體，通過(guò)控制比例調(diào)節(jié)閥來(lái)調(diào)節(jié)起動(dòng)調(diào)節(jié)閥開(kāi)啟的大小。即比例調(diào)節(jié)閥可將輸入電流信號(hào)轉(zhuǎn)換成壓力信號(hào)，從而來(lái)調(diào)整氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥的開(kāi)啟程度。因此，系統(tǒng)通過(guò)監(jiān)測(cè)終端壓力，手動(dòng)調(diào)節(jié)比例調(diào)節(jié)閥的輸入電流，來(lái)間接調(diào)節(jié)氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥，最終達(dá)到終端壓力調(diào)節(jié)的功能。由于燃?xì)鈨?nèi)彈道曲線要求平穩(wěn)，并且有快速的階越變化，利用此方法得到的終端壓力平滑度不高，滯后性較大，對(duì)于技術(shù)操作人員的依賴性較高。所以并不能很好的模擬燃?xì)獾墓r。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于提供一種自動(dòng)調(diào)壓式高壓氦氣控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠提高壓力調(diào)節(jié)的快速性和準(zhǔn)確性，實(shí)現(xiàn)高壓氣源終端壓力的快速、準(zhǔn)確、穩(wěn)定輸出。
[0007]實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)方案:一種自動(dòng)調(diào)壓式高壓氦氣控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括主氣瓶、高壓緩沖瓶、低壓緩沖瓶、氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥、主氣電磁閥、高緩電磁閥、低緩電磁閥、終端電磁閥，主氣瓶的輸出接口與氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥的輸入端連通，氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥的輸出端與主氣電磁閥的輸入端連通，高壓緩沖瓶的輸出接口與高緩電磁閥的輸入端連通，壓緩沖瓶的輸出接口與低緩電磁閥的輸入端連通，主氣電磁閥、高緩電磁閥、低緩電磁閥的輸出端均與終端電磁閥的輸入端連通。
[0008]所述的壓力傳感器的輸出端與控制器的輸入端連通，控制器的輸出端與氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥、主氣電磁閥、高緩電磁閥、低緩電磁閥、終端電磁閥的控制信號(hào)輸入端均連通。
[0009]所述的終端電磁閥的輸出端與壓力傳感器的輸入端連通，壓力傳感器的輸出端與控制器的輸出端連通。
[0010]所述的控制器輸出端與氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥的控制信號(hào)輸入端之間設(shè)有比例調(diào)節(jié)閥。
[0011]本發(fā)明的有益技術(shù)效果在于:(I)本發(fā)明通過(guò)使用高壓緩沖瓶和低壓緩沖瓶，可以保證終端壓力超調(diào)量小、快速性高，同時(shí)保證輸出壓力的穩(wěn)定性，緩沖瓶的引入同時(shí)減小了管路受到的沖擊，從而減小了管路爆裂、泄露的風(fēng)險(xiǎn)；高壓緩沖瓶和低壓緩沖瓶的引入提高了終端壓力輸出的快速性。(2)本發(fā)明通過(guò)采用PID算法進(jìn)行終端壓力的閉環(huán)調(diào)節(jié)，可以保證終端壓力準(zhǔn)確的穩(wěn)定在預(yù)期壓力范圍內(nèi)，提高了終端壓力輸出的準(zhǔn)確性。(3)本發(fā)明采用分段式PID算法，針對(duì)不同的工況，自動(dòng)決策是否采用PID調(diào)節(jié)，若采用PID調(diào)節(jié)可選擇參數(shù)大小，從而保證終端壓力調(diào)節(jié)的快速性和穩(wěn)定性，提高了終端壓力輸出的穩(wěn)定性；分段式PID可以根據(jù)需要進(jìn)行多級(jí)分段，無(wú)限提高控制精度。(4)本發(fā)明用分段式PID算法保證了終端輸出壓力的平滑度，滯后性小，省去了操作人員的大量工作，尤其是減小了輸出壓力對(duì)操作人員的依賴性，大大提高了調(diào)節(jié)精度。同時(shí)提高了系統(tǒng)的安全性以及應(yīng)急處理能力。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0012]圖1為現(xiàn)有技術(shù)中理想內(nèi)彈道特性曲線；
[0013]圖2本發(fā)明所提供的一種自動(dòng)調(diào)壓式高壓氦氣控制系統(tǒng)原理框圖；
[0014]圖3本發(fā)明所提供的一種自動(dòng)調(diào)壓式高壓氦氣控制系統(tǒng)組成圖；
[0015]圖4本發(fā)明所提供的一種自動(dòng)調(diào)壓式高壓氦氣控制系統(tǒng)PID閉環(huán)運(yùn)算模型；
[0016]圖5采用本發(fā)明所提供的一種自動(dòng)調(diào)壓式高壓氦氣控制系統(tǒng)的內(nèi)彈道特性曲線實(shí)例。
[0017]圖中:1.主氣瓶、2.高壓緩沖瓶、3.低壓緩沖瓶、4.氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥、5.主氣電磁閥、6.高緩電磁閥、7.低緩電磁閥、8.控制器、9.比例調(diào)節(jié)閥、10.終端電磁閥、11.壓力傳感器，A.混合管路。

【具體實(shí)施方式】
[0018]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。
[0019]如圖2和圖3所示，主氣瓶I的輸出接口通過(guò)管路與氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥4的輸入端連通，氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥4的輸出端通過(guò)管路與主氣電磁閥5的輸入端連通，主氣電磁閥5的輸出端通過(guò)管路與終端電磁閥10的輸入端連通。高壓緩沖瓶2的輸出接口通過(guò)管路與高緩電磁閥6的輸入端連通，高緩電磁閥6的輸出端通過(guò)管路與終端電磁閥10的輸入端連通。壓緩沖瓶3的輸出接口通過(guò)管路與低緩電磁閥7的輸入端連通，低緩電磁閥7的輸出端通過(guò)管路與終端電磁閥10的輸入端連通。高緩電磁閥6的輸出端管路、低緩電磁閥7的輸出端管路均與主氣電磁閥5的輸出端管路連通，形成混合管路A，并在管路A的末端打孔插入壓力傳感器的檢測(cè)端；即終端電磁閥10安裝在混合管路A上，壓力傳感器11安裝在混合管路A的終端。壓力傳感器11的信號(hào)輸出端通過(guò)導(dǎo)線與控制器8的信號(hào)輸入端連通，控制器8將比例調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)信號(hào)、主氣電磁閥開(kāi)關(guān)信號(hào)、高緩電磁閥開(kāi)關(guān)信號(hào)、低緩電磁閥開(kāi)關(guān)信號(hào)、終端電磁閥開(kāi)關(guān)信號(hào)通過(guò)導(dǎo)線分別與比例調(diào)節(jié)閥9的控制信號(hào)輸入端、主氣電磁閥5的控制信號(hào)輸入端、高緩電磁閥6的控制信號(hào)輸入端、低緩電磁閥7的控制信號(hào)輸入端、終端電磁閥10的控制信號(hào)輸入端連通。比例調(diào)節(jié)閥9的力矩信號(hào)輸出端與氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥4的力矩信號(hào)輸入端連通。控制器8為氦氣壓力調(diào)節(jié)控制器。
[0020]主氣瓶I為系統(tǒng)的主要?dú)庠摧斎?。高壓緩沖瓶2為所需終端輸出氣源壓力較高時(shí)，作為緩沖瓶使用，控制壓力的平穩(wěn)性。低壓緩沖瓶3為所需終端輸出氣源壓力較低時(shí)，作為緩沖瓶使用，控制壓力的平穩(wěn)性。氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥4直接控制管路的開(kāi)通大小。主氣電磁閥5控制主氣瓶I氣源的開(kāi)通與關(guān)斷。高緩電磁閥6控制高壓緩沖瓶2氣源的開(kāi)通與關(guān)斷。低緩電磁閥7控制低壓緩沖瓶3氣源的開(kāi)通與關(guān)斷。控制器8完成各個(gè)電磁閥控制和閉環(huán)運(yùn)算，即控制器8接收控制指令，控制過(guò)程中，將壓力傳感器11采集輸出的終端壓力與期望終端壓力進(jìn)行對(duì)比，通過(guò)PI運(yùn)算輸出調(diào)節(jié)電流。比例調(diào)節(jié)閥9接收控制器8輸出的調(diào)節(jié)電流，控制氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥4，其控制關(guān)系為P = f(I)，其中，I為比例調(diào)節(jié)閥9的輸入電流，P為比例調(diào)節(jié)閥9的輸出氣壓。終端電磁閥10控制管道終端的開(kāi)通與關(guān)斷。壓力傳感器11測(cè)量終端輸出壓力，并反饋給控制器8 ;
[0021]如圖2、圖3和圖4所示，本發(fā)明所提供一種自動(dòng)調(diào)壓式高壓氦氣控制系統(tǒng)的工作原理如下所述:
[0022]控制器8接收上位機(jī)下發(fā)的控制流程和控制指令，控制器8按照控制流程通過(guò)控制輸出電壓的高低電平來(lái)控制主氣電磁閥5、高緩電磁閥6、低緩電磁閥7和終端電磁閥10的開(kāi)關(guān)狀態(tài)，主氣電磁閥5、高緩電磁閥6、低緩電磁閥7和終端電磁閥10的開(kāi)關(guān)順序和時(shí)間是根據(jù)控制流程中的期望終端壓力來(lái)確定，壓力傳感器11將測(cè)量的終端壓力轉(zhuǎn)換成電流信號(hào)輸入到控制器8，控制器8通過(guò)AD轉(zhuǎn)換模塊，將電流信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，然后與控制指令進(jìn)行對(duì)比。當(dāng)終端壓力與控制指令不匹配時(shí)，通過(guò)PID運(yùn)算8對(duì)壓力進(jìn)行調(diào)節(jié)，將PID的輸出結(jié)果通過(guò)DA模塊轉(zhuǎn)化成電流信號(hào)，輸入到比例調(diào)節(jié)閥9。比例調(diào)節(jié)閥9將電流信號(hào)轉(zhuǎn)換成力矩信號(hào)，從而來(lái)控制氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥4的開(kāi)啟大小，最終實(shí)現(xiàn)控制終端壓力的精確調(diào)節(jié)。閉環(huán)控制算法，即控制器8將采集到的終端壓力與控制指令進(jìn)行比較，當(dāng)終端壓力與控制指令不匹配時(shí)，通過(guò)PID運(yùn)算對(duì)壓力進(jìn)行調(diào)節(jié)，將PID的輸出結(jié)果通過(guò)DA模塊轉(zhuǎn)化成電流信號(hào)，輸入到比例調(diào)節(jié)閥9。比例調(diào)節(jié)閥9將電流信號(hào)轉(zhuǎn)換成力矩信號(hào)，從而來(lái)控制氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥4的開(kāi)啟大小，從而改變主氣瓶的輸出壓力，隨之改變管道終端輸出壓力，形成閉環(huán)。
[0023]如圖2、圖3和圖4所示，以一次氦吹任務(wù)為例，對(duì)本發(fā)明所提供一種自動(dòng)調(diào)壓式高壓氦氣控制系統(tǒng)的工作原理進(jìn)行說(shuō)明。
[0024]信號(hào)負(fù)載的高工況輸出llMPa，持續(xù)1s ;低工況輸出7.5MPa，持續(xù)70s，比例調(diào)節(jié)閥9輸入電流范圍為4-20mA。其中，高工況是指當(dāng)期望終端壓力較高時(shí)；低工況是指當(dāng)期望終端壓力較低時(shí)；本發(fā)明可在一個(gè)控制流程中同時(shí)完成高工況任務(wù)和低工況任務(wù)。
[0025](I)對(duì)信號(hào)負(fù)載的P = f (I)關(guān)系進(jìn)行摸底。
[0026]不同的負(fù)載，氣源調(diào)節(jié)的快速性和穩(wěn)定性均不同。因此，對(duì)于不同的負(fù)載，均必須對(duì)比例調(diào)節(jié)閥的P = f (I)關(guān)系進(jìn)行摸底，其中P為系統(tǒng)終端輸出壓力，I為比例調(diào)節(jié)閥9的輸入電流，在P = f (I)關(guān)系摸底試驗(yàn)中不使用高壓緩沖瓶2和低壓緩沖瓶3，只使用主氣瓶I提供氣源，并進(jìn)行開(kāi)環(huán)控制。
[0027]以比例調(diào)節(jié)閥9的輸入電流為控制參數(shù)，以ImA為一個(gè)階梯，每個(gè)階梯持續(xù)時(shí)間為20s，控制電流從4mA逐漸增長(zhǎng)到20mA進(jìn)行氦吹任務(wù)。氦吹任務(wù)，即在主氣瓶1、高壓緩沖瓶2和低壓緩沖瓶3內(nèi)預(yù)沖一定壓力的氦氣，通過(guò)控制各電磁閥5、6、7、10的開(kāi)關(guān)順序和比例調(diào)節(jié)閥9的開(kāi)口大小，使管道內(nèi)充滿氦氣，并要求管道A終端輸出壓力等于期望終端壓力。為完成一次氦吹任務(wù)，通過(guò)控制器8輸出電信號(hào)來(lái)控制各電磁閥的開(kāi)關(guān)順序和比例調(diào)節(jié)閥9的輸出力矩大小的過(guò)程稱為一個(gè)控制流程。比例調(diào)節(jié)閥9輸出力矩的大小是通過(guò)改變控制器8輸出電流信號(hào)的大小來(lái)調(diào)節(jié)的，而控制器輸8出電流信號(hào)的大小是通過(guò)閉環(huán)控制算法得到的。氦吹完成之后，將比例調(diào)節(jié)閥9的輸入電流和采集到的穩(wěn)定后的終端輸出壓力進(jìn)行線性擬合，得到P = kl+b，其中k和b為擬合后的參數(shù)。
[0028](2)對(duì)壓力傳感器11進(jìn)行校準(zhǔn)
[0029]采用打壓器對(duì)管路A終端進(jìn)行打壓，然后觀測(cè)壓力傳感器11返回的電流I，測(cè)量多組數(shù)據(jù)后，進(jìn)行擬合，得到P = ml+n，其中P為系統(tǒng)終端壓力，I為控制器8采集電流，m和η為擬合后的參數(shù)。
[0030](3)對(duì)各個(gè)氣瓶充氣
[0031]主氣瓶I充入25MPa壓力的氦氣，高壓緩沖瓶2充入15MPa壓力的氦氣，低壓緩沖瓶3沖入1MPa壓力的氦氣。
[0032](4)執(zhí)行測(cè)試任務(wù)
[0033]高工況時(shí)，控制器8開(kāi)啟終端電磁閥10、主氣電磁閥5和高緩電磁閥6，同時(shí)使用分段式PI閉環(huán)控制算法；轉(zhuǎn)入低工況后，控制器8關(guān)閉高緩電磁閥6，開(kāi)啟低緩電磁閥5，并使用分段式PI閉環(huán)控制算法。
[0034]以下以高壓緩沖瓶2為例說(shuō)明引入緩沖瓶的作用——
[0035]高工況時(shí)，首先打開(kāi)終端電磁閥10，然后同時(shí)打開(kāi)主氣電磁閥5和高緩電磁閥6，由于主氣瓶I壓力遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于期望終端壓力，高壓緩沖瓶2壓力與期望終端壓力相同，打開(kāi)主氣電磁閥5和高緩電磁閥6的瞬間，高壓緩沖瓶2可以削弱主氣源的壓力，從而使得終端輸出壓力的超調(diào)量大大減小，再通過(guò)氣動(dòng)電磁閥4的調(diào)節(jié)作用，使得終端壓力快速到達(dá)期望終端壓力，提高快速性。其次，在高工況的中間階段，由于高壓緩沖瓶2的壓力基本與期望壓力持平，當(dāng)進(jìn)行閉環(huán)調(diào)節(jié)時(shí)，高壓緩沖瓶2的氣源壓力也變成了被控對(duì)象，因此會(huì)使得PI調(diào)節(jié)的作用變小，從而吸收了 PI調(diào)節(jié)的不穩(wěn)定因素。
[0036]低工況時(shí)，關(guān)閉高緩電磁閥6，打開(kāi)低緩電磁閥7，由于此時(shí)管路A壓力遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于期望終端壓力，低壓緩沖瓶2壓力與期望終端壓力相同，關(guān)閉高緩電磁閥6打開(kāi)低緩電磁閥的7的瞬間，低壓緩沖瓶2可以削弱管路的壓力，從而使得終端輸出壓力的超調(diào)量大大減小，再通過(guò)氣動(dòng)電磁閥4的調(diào)節(jié)作用，使得終端壓力快速到達(dá)期望終端壓力，提高快速性。其次，在低工況的中間階段，由于低壓緩沖瓶2的壓力基本與期望壓力持平，當(dāng)進(jìn)行閉環(huán)調(diào)節(jié)時(shí)，低壓緩沖瓶2的氣源壓力也變成了被控對(duì)象，因此會(huì)使得PI調(diào)節(jié)的作用變小，從而吸收了 PI調(diào)節(jié)的不穩(wěn)定因素。
[0037]PID閉環(huán)控制原理如圖4所示，壓力傳感器11采集終端壓力，將壓力信號(hào)轉(zhuǎn)換成電流信號(hào)輸入到控制器8，控制器8根據(jù)采集到的電流信號(hào)，使用校準(zhǔn)公式P = ml+n計(jì)算終端輸出壓力。控制器8對(duì)比期望終端壓力和采集終端壓力，采用PID算法，輸出壓力P，然后利用擬合公式P = kl+b計(jì)算比例調(diào)節(jié)閥9的輸入電流，比例調(diào)節(jié)閥9根據(jù)輸出電流調(diào)節(jié)輸出的力作用到氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥4，氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥4通過(guò)調(diào)節(jié)開(kāi)啟的大小，控制輸出端的壓力。
[0038]以下以高工況為例說(shuō)明引入PI閉環(huán)算法的作用:
[0039]第一階段:高工況開(kāi)始階段
[0040]高壓緩沖瓶2的作用使得終端壓力已經(jīng)達(dá)到了期望值附近，主氣瓶I氣源流動(dòng)管路較長(zhǎng)但壓力大，如果此時(shí)采用PI閉環(huán)算法，勢(shì)必造成終端壓力嚴(yán)重超調(diào)，因此高工況開(kāi)啟階段采用開(kāi)環(huán)控制，主要依賴于氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥4的自我調(diào)節(jié)功能調(diào)節(jié)終端輸出壓力；
[0041]第二階段:高工況持續(xù)2s后
[0042]高工況持續(xù)2s后，氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥4的自動(dòng)調(diào)節(jié)能力已經(jīng)發(fā)揮到極限，然而此時(shí)終端壓力必定大大高于期望壓力，因此需使用閉環(huán)運(yùn)算進(jìn)行調(diào)節(jié)。為了加快壓力的下降，只采用比例算法，即P算法。
[0043]第三階段:I終端壓力-期望壓力I〈 Λ Pl
[0044]當(dāng)壓力差較小時(shí)，此時(shí)可加入積分算法，以增加壓力調(diào)節(jié)的平穩(wěn)性；
[0045]第三階段:I終端壓力-期望壓力|〈厶？2(其中厶？2〈厶卩1)
[0046]當(dāng)壓力差繼續(xù)減小時(shí)，此時(shí)可調(diào)整比例算法和積分算法的參數(shù)值，以增加壓力調(diào)節(jié)的平穩(wěn)性；
[0047]第η階段:I終端壓力-期望壓力I〈 Λ Pn (其中Λ Ρη〈 Λ Ρη_1)
[0048]當(dāng)壓力差繼續(xù)減小時(shí)，可繼續(xù)調(diào)整比例環(huán)節(jié)和積分參數(shù)值，以增加壓力調(diào)節(jié)的平穩(wěn)性；
[0049]以上階段，可根據(jù)終端輸出壓力的精確度，自動(dòng)調(diào)整η的大小和Λ Pn的大小。每個(gè)階段的閉環(huán)算法也可采用ro、piD算法。為了防止超調(diào)，對(duì)比例、積分、微分以及總輸出均要做上下限。PID算法，即比例+積分+微分算法，在一個(gè)控制流程中，為了實(shí)現(xiàn)高工況和低工況時(shí)終端氣源的恒壓力輸出以及實(shí)現(xiàn)工況轉(zhuǎn)換時(shí)終端氣源壓力的快速轉(zhuǎn)換，而采用的閉環(huán)控制算法，其中P為比例算法，I為積分算法，D為微分算法，當(dāng)閉環(huán)控制算法中只使用了比例算法，稱之為P算法；當(dāng)閉環(huán)控制算法中只使用了比例算法和積分算法，稱之為PI算法；當(dāng)閉環(huán)控制算法中只使用了比例算法和微分算法，稱之為ro算法。
[0050]低工況的閉環(huán)控制算法與高工況類(lèi)似，利用本發(fā)明自動(dòng)調(diào)壓式高壓氦氣控制系統(tǒng)得到的內(nèi)彈道特性曲線如圖5所示，與圖1中的理想的內(nèi)彈道特性曲線接近。
[0051]上面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作了詳細(xì)說(shuō)明，但是本發(fā)明并不限于上述實(shí)施例，在本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所具備的知識(shí)范圍內(nèi)，還可以在不脫離本發(fā)明宗旨的前提下作出各種變化。本發(fā)明中未作詳細(xì)描述的內(nèi)容均可以采用現(xiàn)有技術(shù)。
【權(quán)利要求】
1.一種自動(dòng)調(diào)壓式高壓氦氣控制系統(tǒng)，其特征在于:該系統(tǒng)包括主氣瓶(I)、高壓緩沖瓶(2)、低壓緩沖瓶(3)、氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥(4)、主氣電磁閥(5)、高緩電磁閥￠)、低緩電磁閥(7)、終端電磁閥(10)，主氣瓶(I)的輸出接口與氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥(4)的輸入端連通，氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥⑷的輸出端與主氣電磁閥(5)的輸入端連通，高壓緩沖瓶(2)的輸出接口與高緩電磁閥(6)的輸入端連通，壓緩沖瓶(3)的輸出接口與低緩電磁閥(7)的輸入端連通，主氣電磁閥(5)、高緩電磁閥(6)、低緩電磁閥(7)的輸出端均與終端電磁閥(10)的輸入端連通。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種自動(dòng)調(diào)壓式高壓氦氣控制系統(tǒng)，其特征在于:所述的壓力傳感器(11)的輸出端與控制器(8)的輸入端連通，控制器(8)的輸出端與氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥(4)、主氣電磁閥(5)、高緩電磁閥(6)、低緩電磁閥(7)、終端電磁閥(10)的控制信號(hào)輸入端均連通。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種自動(dòng)調(diào)壓式高壓氦氣控制系統(tǒng)，其特征在于:所述的終端電磁閥(10)的輸出端與壓力傳感器(11)的輸入端連通，壓力傳感器(11)的輸出端與控制器⑶的輸出端連通。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的一種自動(dòng)調(diào)壓式高壓氦氣控制系統(tǒng)，其特征在于:所述的控制器(8)輸出端與氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥(4)的力矩信號(hào)輸入端之間設(shè)有比例調(diào)節(jié)閥(9)。
【文檔編號(hào)】G05D16/20GK104317322SQ201410575486
【公開(kāi)日】2015年1月28日 申請(qǐng)日期:2014年10月24日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月24日
【發(fā)明者】張芳, 李沛文, 王懷俠, 劉志蕾, 鄒寶珍 申請(qǐng)人:北京精密機(jī)電控制設(shè)備研究所, 中國(guó)運(yùn)載火箭技術(shù)研究院