УСТРОЙСТВО ДЛЯ СОГЛАСОВАНИЯ ПРИВОДНЫХ РЯДОВ ГИБКИХ СТЕНОК СОПЛА АЭРОДИНАМИЧЕСКОЙ ТРУБЫ Российский патент 2014 года по МПК G01M9/04 

Изобретение относится к области аэродинамики, в частности к автоматическим системам управления воздушным потоком в аэродинамических трубах.

При применении регулируемых сопл важно восстановление их контура после аварийного останова аэродинамической трубы, которое возникает вследствие недопустимого рассогласования ординат приводных рядов, и проведения ремонтных работ.

Известно устройство автоматического регулирования контура сопла с аналоговым командным устройством управления (Авторское свидетельство СССР №280944, МПК G01М 9/00, 1969). Это устройство содержит гидроцилиндры, связанные с выходами электрогидравлических преобразователей, управляющие обмотки которых подключены к соответствующим сельсинам-приемникам, соединенным через дифференциальные сельсины с сельсинами-датчиками, кинематически связанными с кулачками узла задания.

Однако это устройство имеет ручную коррекцию контура сопла при согласовании приводных рядов, осуществляемую путем ручного поворота вала двигателя, что усложняет наладку сопла и снижает точность его установки.

За прототип принято устройство управления гибкими стенками сопла аэродинамической трубы, содержащее гидроцилиндры, соединенные с гибкими стенками сопла и сельсинами - приемниками, выполняющие функцию силового механизма изменения контура сопла, и кулачковый механизм с сельсинами - датчиками и блоком коррекции, выполняющий функцию командного устройства задания контура сопла (Авторское свидетельство СССР №587448, МПК G01М 9/00, 1978).

Однако и это устройство не имеет средств автоматизации, позволяющих с высокой точностью восстановить контур сопла после аварийного останова и проведения ремонтных работ его привода.

Задачей и техническим результатом изобретения являются создание устройства для согласования ординат гибких стенок сопла аэродинамической трубы, позволяющего восстановить контур сопла в автоматическом режиме. Решение поставленной задачи и технический результат достигаются тем, что в устройстве для согласования приводных рядов гибких стенок сопла аэродинамической трубы, содержащем контроллер управления приводами ведомых рядов гибких стенок сопла, приводы управления гибкими стенками сопла, датчики обратной связи, а также командное устройство, дополнительно введен цифровой блок вычисления заданного положения ведомых рядов в функции измеренного положения ведущего ряда, а также цифровой датчик положения ведущего ряда и переключатель режима работы, при этом цифровой блок вычисления заданного положения ведомых рядов в функции измеренного положения ведущего ряда последовательно соединен с цифровым датчиком положения ведущего ряда и с контроллером управления приводами ведомых рядов гибких стенок сопла через переключатель режима работы.

На фиг.1 приведена структурная схема системы автоматического управления регулируемым соплом с устройством согласования приводных рядов гибких стенок сопла для одного ведомого приводного ряда. Другие приводные ряды управляются по аналогичной схеме.

Регулируемое сопло 1 имеет две гибкие стенки 2 и 3. Изменение профиля сопла осуществляют с помощью механических силовых редукторов 4, по 4 единицы на каждый приводной ряд сопла. Редукторы 4 объединены одним валом с электродвигателем 5. Управление электродвигателем осуществляет контроллер 7 управления приводом ряда гибких стенок сопла через тиристорный преобразователь 6. Контроль текущего положения ряда стенки сопла осуществляет цифровой датчик 9 положения (датчик обратной связи). Команду на согласование приводных рядов контура сопла выдает переключатель режима работы 13, который имеет 2 положения: «работа» (от управляющей ЭВМ 11 через командное устройство 12, выдающее задание на изменение контура сопла в функции заданного числа Маха (М), и «согласование» приводных рядов гибких стенок сопла (от цифрового датчика 10 положения ведущего ряда через блок 8 вычисления заданного положения ведомых рядов в функции измеренного положения ряда, выбранного ведущим).

Каждому числу Маха (М) соответствует контур сопла, определяемый значениями ординат приводных рядов H_i(М). Аналогично каждому значению ординаты ряда Н₁, выбранного в качестве ведущего, соответствует набор ординат остальных рядов H_i(H₁), ведомых. При аварии привода хотя бы одного ряда происходит рассогласование ординат рядов и искажается контур сопла. После проведения ремонтных работ необходимо восстановить его контур.

При установке тумблера переключателя 13 в положение согласования контура сопла к входу контроллера 7 управления приводом ряда гибких стенок сопла подключают блок 8 вычисления заданного положения ведомых рядов. Блок 8 рассчитывает с заданной точностью ординаты приводных точек ведомых рядов в функции измеренной ординаты ведущего ряда H_1и, полученной с цифрового датчика 10 положения ведущего ряда, H_iз(H_1и), где i=2,3,…,n, a n - число ведомых рядов. Значения вычисленных ординат в цифровом виде поступают в соответствующие контроллеры 7 управления приводом ряда гибких стенок сопла. В контроллере 7 управления приводом ряда гибких стенок сопла заданные ординаты H_iз сравниваются с текущими, полученными от цифровых датчиков обратной связи 9, и, в случае их рассогласования, регулятор положения контроллера 7 управления приводом ряда гибких стенок сопла вырабатывает сигнал управления электроприводом ряда U_i, принимаемый тиристорным преобразователем 6. Сигналы управления тиристорного преобразователя 6 передают на роторы двигателей 5, которые вращаясь с заданной скоростью перемещают ряды стенок 2 и 3 сопла через силовые редукторы 4.

Управление ведется по всем ведомым приводным рядам до тех пор, пока значения их ординат не достигнут значений, соответствующих измеренному значению ординаты ведущего ряда. Результаты использования устройства подтверждены математическим моделированием.

Изобретение касается систем управления в экспериментальной аэродинамике, в частности к аэродинамическим трубам с регулируемыми соплами. Устройство содержит контроллер управления приводами ведомых рядов гибких стенок сопла, приводы управления гибкими стенками сопла, цифровые датчики обратной связи, а также командное устройство, цифровой блок вычисления заданного положения ведомых рядов в функции измеренного положения ведущего ряда, а также цифровой датчик положения ведущего ряда и переключатель режима работы. При этом цифровой блок вычисления заданного положения ведомых рядов в функции измеренного положения ведущего ряда последовательно соединен с датчиком положения ведущего ряда и с контроллером управления приводами ведомых рядов гибких стенок сопла через переключатель режима работы. Технический результат заключается в создании устройства, обеспечивающего восстановление сопла аэродинамической трубы в автоматическом режиме и повышении точности установки сопла. 1 ил.

Устройство для согласования приводных рядов гибких стенок сопла аэродинамической трубы, содержащее контроллер управления приводами ведомых рядов гибких стенок сопла, приводы управления гибкими стенками сопла, датчики обратной связи, а также командное устройство, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит цифровой блок вычисления заданного положения ведомых рядов в функции измеренного положения ведущего ряда, а также цифровой датчик положения ведущего ряда и переключатель режима работы, при этом цифровой блок вычисления заданного положения ведомых рядов в функции измеренного положения ведущего ряда последовательно соединен с цифровым датчиком положения ведущего ряда и с контроллером управления приводами ведомых рядов гибких стенок сопла через переключатель режима работы.