座艙壓力控制系統(tǒng)的數(shù)字控制器控制參數(shù)確定方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于飛機(jī)環(huán)境控制技術(shù)，涉及對(duì)座艙壓力控制系統(tǒng)的數(shù)字控制器控制參數(shù)確定方法的改進(jìn)。其特征在于，確定數(shù)字控制器控制參數(shù)的步驟如下：連接試驗(yàn)裝置；確定典型機(jī)場(chǎng)下排氣活門快速變化區(qū)域；選擇H1和H2中的最小值；確定數(shù)字控制器的參數(shù)和參數(shù)作用范圍；本發(fā)明提出了一種座艙壓力控制系統(tǒng)的數(shù)字控制器控制參數(shù)確定方法，消除了飛機(jī)迅速爬升時(shí)出現(xiàn)的“鼓包”現(xiàn)象，提高了飛行人員與乘員的舒適性。
【專利說明】座艙壓力控制系統(tǒng)的數(shù)字控制器控制參數(shù)確定方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于飛機(jī)環(huán)境控制技術(shù)，涉及對(duì)座艙壓力控制系統(tǒng)的數(shù)字控制器控制參數(shù)確定方法的改進(jìn)。
【背景技術(shù)】
[0002]目前座艙壓力調(diào)節(jié)系統(tǒng)主要采用氣動(dòng)式壓調(diào)系統(tǒng)，參見《飛機(jī)座艙空氣參數(shù)控制》，王浚、徐揚(yáng)禾，國(guó)防工業(yè)出版社，1980.12。。其缺點(diǎn)是:飛機(jī)在起飛時(shí)，座艙壓力會(huì)隨飛機(jī)爬升跟隨一段時(shí)間，出現(xiàn)“鼓包”現(xiàn)象，“鼓包”現(xiàn)象是指:當(dāng)飛機(jī)在爬升時(shí)，飛機(jī)座艙壓力隨飛機(jī)爬升而迅速減壓，減壓到一定值后飛機(jī)座艙壓力增加到原平衡狀態(tài)的過稱。當(dāng)飛機(jī)迅速爬升時(shí)，“鼓包”會(huì)造成較大的座艙壓力波動(dòng)，對(duì)人員耳膜造成影響，導(dǎo)致飛行人員與乘員不舒適。新型飛機(jī)開始采用綜合數(shù)字式座艙壓力控制系統(tǒng)，恰當(dāng)?shù)卮_定綜合數(shù)字式座艙壓力控制系統(tǒng)的數(shù)字控制器控制參數(shù)，能夠消除“鼓包”現(xiàn)象。未檢索到國(guó)內(nèi)外有關(guān)確定綜合數(shù)字式座艙壓力控制系統(tǒng)的數(shù)字控制器控制參數(shù)的公開文獻(xiàn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是:提出一種座艙壓力控制系統(tǒng)的數(shù)字控制器控制參數(shù)確定方法，以便消除飛機(jī)迅速爬升時(shí)出現(xiàn)的“鼓包”現(xiàn)象，提高飛行人員與乘員的舒適性。
[0004]本發(fā)明的技術(shù)方案是:座艙壓力控制系統(tǒng)的數(shù)字控制器控制參數(shù)確定方法，數(shù)字式座艙壓力控制系統(tǒng)包括座艙壓力傳感器1、數(shù)字控制器2和電動(dòng)排氣活門3 ;座艙壓力傳感器I的座艙壓力信號(hào)輸出端通過導(dǎo)線與數(shù)字控制器2的座艙壓力信號(hào)輸入端連接，電動(dòng)排氣活門3的控制信號(hào)輸入端通過導(dǎo)線與數(shù)字控制器2的電動(dòng)排氣活門控制信號(hào)輸出端連接；其特征在于，確定數(shù)字控制器控制參數(shù)的步驟如下:
[0005]1、連接試驗(yàn)裝置:試驗(yàn)裝置包括用于模擬飛機(jī)飛行大氣環(huán)境的氣罐4、用于模擬飛機(jī)座艙環(huán)境的氣罐5、氣源6和模擬大氣壓力傳感器7，氣罐5的進(jìn)氣口與一個(gè)具有流量調(diào)節(jié)功能的氣源6連通，氣罐5的出氣口通過電動(dòng)排氣活門3與氣罐4連通，模擬大氣壓力傳感器7安裝在氣罐4內(nèi)腔中，模擬大氣壓力傳感器7的模擬大氣壓力信號(hào)輸出端通過導(dǎo)線與數(shù)字控制器2的模擬大氣壓力信號(hào)輸入端連接，座艙壓力傳感器I安裝在氣罐5內(nèi)腔中；
[0006]2、確定典型機(jī)場(chǎng)下排氣活門快速變化區(qū)域:
[0007]2.1、確定平原機(jī)場(chǎng)下排氣活門快速變化區(qū)域:
[0008]2.1.1、確定電動(dòng)排氣活門3的初始開度:將氣源6的流量調(diào)節(jié)為飛機(jī)座艙引氣流量，將氣罐4內(nèi)腔的壓力模擬為初始高度Iitl的壓力Ptl, Iitl為海拔Om至1000m，手動(dòng)調(diào)節(jié)電動(dòng)
排氣活門3的開度，使氣罐5內(nèi)腔的壓力為戸1, P,= Po+P', p'為保持飛機(jī)氣密要求的壓
力，記錄此時(shí)的電動(dòng)排氣活門開度aQ;
[0009]2.1.2、確定增加一個(gè)高度間隔后電動(dòng)排氣活門3的開度:將氣罐4內(nèi)腔的壓力模擬為初始高度h加一個(gè)高度間隔Ah后的壓力P1, Ah=10*t，t=l?5m，手動(dòng)調(diào)節(jié)電動(dòng)排氣活門3的開度，使氣罐5內(nèi)腔的壓力為^1,記錄此時(shí)的電動(dòng)排氣活門開度a i ；
[0010]2.1.3、重復(fù)步驟2.1.2的方法，分別使氣罐4內(nèi)腔的壓力為初始高度hQ加i*Ah后的壓力Pi，i=2，3，……n，記錄電動(dòng)排氣活門開度a”使氣罐5內(nèi)腔的壓力為直到當(dāng)前電動(dòng)排氣活門開度a i與t次前電動(dòng)排氣活門開度a i t的差值小于0.1度為止；則平原機(jī)場(chǎng)排氣活門快速變化區(qū)域?yàn)棣?P1=戶:-P?;
[0011]2.2、按照步驟2.1所述的方法確定高原機(jī)場(chǎng)電動(dòng)排氣活門快速變化區(qū)域:高原機(jī)場(chǎng)是指海拔高度3500m至4500m的機(jī)場(chǎng)，初始?jí)毫tll為高原機(jī)場(chǎng)初始高度Iitll下對(duì)應(yīng)的壓力，確定過程中，當(dāng)前電動(dòng)排氣活門開度與上次電動(dòng)排氣活門開度β”的差值小于0.1度時(shí)，手動(dòng)調(diào)節(jié)電動(dòng)排氣活門3的開度，使氣罐5內(nèi)腔的壓力為廠>;,p'為保持飛機(jī)氣密要求的壓力，所增加的高度步長(zhǎng)Ah的數(shù)量為q個(gè)，記錄q+Ι個(gè)電動(dòng)排氣活門開度^至β,，則高原機(jī)場(chǎng)排氣活門快速變化區(qū)域?yàn)棣?P2=T^ -P1;
[0012]3、選擇Ap1和Ap2中的最小值A(chǔ)pmin為任意海拔高度起飛時(shí)排氣活門快速變化區(qū)域；
[0013]4、當(dāng)飛機(jī)為起飛機(jī)場(chǎng)高度起飛時(shí)，確定數(shù)字控制器的第一比例系數(shù)Kpl、第一積分系數(shù)Kil和第一微分系數(shù)Kdl:在階躍響應(yīng)下，采用PID工程整定方法，當(dāng)飛機(jī)為起飛機(jī)場(chǎng)高度起飛時(shí)，確定數(shù)字控制器的第一比例系數(shù)Kpl、第一積分系數(shù)Kil和第一微分系數(shù)Kdl ；
[0014]5、當(dāng)飛機(jī)爬升，靜壓為起飛機(jī)場(chǎng)壓力與Apmin之和減去p'時(shí)，確定數(shù)字控制器的第二比例系數(shù)Kp2、第二積分系數(shù)Ki2和第二微分系數(shù)Kd2:在階躍響應(yīng)下，采用PID工程整定方法，當(dāng)飛機(jī)爬升，靜壓為起飛機(jī)場(chǎng)壓力與Apmin之和減去V時(shí)，確定數(shù)字控制器的第二比例系數(shù)Kp2、第二積分系數(shù)Ki2和第二微分系數(shù)Kd2 ；
[0015]1.6、確定在排氣活門快速變化區(qū)域中數(shù)字控制器的第三比例系數(shù)Kp3、第三積分系數(shù)Ki3和第三微分系數(shù)Kd3:
[0016]
【權(quán)利要求】
1.座艙壓力控制系統(tǒng)的數(shù)字控制器控制參數(shù)確定方法，數(shù)字式座艙壓力控制系統(tǒng)包括座艙壓力傳感器(I)、數(shù)字控制器(2)和電動(dòng)排氣活門(3);座艙壓力傳感器(I)的座艙壓力信號(hào)輸出端通過導(dǎo)線與數(shù)字控制器(2)的座艙壓力信號(hào)輸入端連接，電動(dòng)排氣活門(3)的控制信號(hào)輸入端通過導(dǎo)線與數(shù)字控制器⑵的電動(dòng)排氣活門控制信號(hào)輸出端連接；其特征在于，確定數(shù)字控制器控制參數(shù)的步驟如下: 1.1、連接試驗(yàn)裝置:試驗(yàn)裝置包括用于模擬飛機(jī)飛行大氣環(huán)境的氣罐(4)、用于模擬飛機(jī)座艙環(huán)境的氣罐(5)、氣源(6)和模擬大氣壓力傳感器(7)，氣罐(5)的進(jìn)氣口與一個(gè)具有流量調(diào)節(jié)功能的氣源(6)連通，氣罐(5)的出氣口通過電動(dòng)排氣活門(3)與氣罐(4)連通，模擬大氣壓力傳感器(7)安裝在氣罐(4)內(nèi)腔中，模擬大氣壓力傳感器(7)的模擬大氣壓力信號(hào)輸出端通過導(dǎo)線與數(shù)字控制器(2)的模擬大氣壓力信號(hào)輸入端連接，座艙壓力傳感器(I)安裝在氣罐(5)內(nèi)腔中； 1.2、確定典型機(jī)場(chǎng)下排氣活門快速變化區(qū)域: 1.2.1、確定平原機(jī)場(chǎng)下排氣活門快速變化區(qū)域: 1.2.1.1、確定電動(dòng)排氣活門(3)的初始開度:將氣源(6)的流量調(diào)節(jié)為飛機(jī)座艙引氣流量，將氣罐⑷內(nèi)腔的壓力模擬為初始高度h的壓力Ptl, Iitl為海拔Om至1000m，手動(dòng)調(diào)節(jié)電動(dòng)排氣活門⑶的開度，使氣罐(5)內(nèi)腔的壓力為P1, Pi= Po+ p', V'為保持飛機(jī)氣密要求的壓力，記錄此時(shí)的電動(dòng)排氣活門開度Citl; 1.2.1.2、確定增加一個(gè)高度間隔后電動(dòng)排氣活門(3)的開度:將氣罐(4)內(nèi)腔的壓力模擬為初始高度h加一個(gè)高度間隔Ah后的壓力P1, Ah=10*t，t=l~5m，手動(dòng)調(diào)節(jié)電動(dòng)排氣活門⑶的開度，使氣罐(5)內(nèi)腔的壓力力記錄此時(shí)的電動(dòng)排氣活門開度Ci1 ; 1.2.1.3、重復(fù)步驟1.2.1.2的方法，分別使氣罐(4)內(nèi)腔的壓力為初始高度Iitl加i* Λ h后的壓力Pi，i=2，3，……n，記錄電動(dòng)排氣活門開度a”使氣罐(5)內(nèi)腔的壓力為J51;直到當(dāng)前電動(dòng)排氣活門開度a i與t次前電動(dòng)排氣活門開度a i t的差值小于0.1度為止；則平原機(jī)場(chǎng)排氣活門快速變化區(qū)域?yàn)棣?P1=P1-Pn; 1.2.2、按照步驟1.2.1所述的方法確定高原機(jī)場(chǎng)電動(dòng)排氣活門快速變化區(qū)域:高原機(jī)場(chǎng)是指海拔高度3500m至4500m的機(jī)場(chǎng)，初始?jí)毫tll為高原機(jī)場(chǎng)初始高度Iitll下對(duì)應(yīng)的壓力，確定過程中，當(dāng)前電動(dòng)排氣活門開度與上次電動(dòng)排氣活門開度β”的差值小于0.1度時(shí)，手動(dòng)調(diào)節(jié)電動(dòng)排氣活門⑶的開度，使氣罐(5)內(nèi)腔的壓力為戶2, A=Pui+//，p'為保持飛機(jī)氣密要求的壓力，所增加的高度步長(zhǎng)Ah的數(shù)量為q個(gè)，記錄q+Ι個(gè)電動(dòng)排氣活門開度^至β,，則高原機(jī)場(chǎng)排氣活門快速變化區(qū)域?yàn)锳p2=^2-Pq; 1.3、選擇Ap1和Ap2中的最小值A(chǔ)pmin為任意海拔高度起飛時(shí)排氣活門快速變化區(qū)域； 1.4、當(dāng)飛機(jī)為起飛機(jī)場(chǎng)高度起飛時(shí)，確定數(shù)字控制器的第一比例系數(shù)Kpl、第一積分系數(shù)Kil和第一微分系數(shù)Kdl:在階躍響應(yīng)下，采用PID工程整定方法，當(dāng)飛機(jī)為起飛機(jī)場(chǎng)高度起飛時(shí)，確定數(shù)字控制器的第一比例系數(shù)Kpl、第一積分系數(shù)Kil和第一微分系數(shù)Kdl ； 1.5、當(dāng)飛機(jī)爬升，靜壓為起飛機(jī)場(chǎng)壓力與Apmin之和減去p'時(shí)，確定數(shù)字控制器的第二比例系數(shù)Κρ2、第二積分系數(shù)Ki2和第二微分系數(shù)Kd2:在階躍響應(yīng)下，采用PID工程整定方法，當(dāng)飛機(jī)爬升，靜壓為起飛機(jī)場(chǎng)壓力與Apmin之和減去V時(shí)，確定數(shù)字控制器的第二比例系數(shù)Kp2、第二積分系數(shù)Ki2和第二微分系數(shù)Kd2 ； · 1.6、確定在排氣活門快速變化區(qū)域中數(shù)字控制器的第三比例系數(shù)Kp3、第三積分系數(shù)Κ?3和第三微分系數(shù)Kd3:
【文檔編號(hào)】B64D13/04GK103577706SQ201310566505
【公開日】2014年2月12日 申請(qǐng)日期:2013年11月13日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月13日
【發(fā)明者】何成軍 申請(qǐng)人:中國(guó)航空工業(yè)集團(tuán)公司西安飛機(jī)設(shè)計(jì)研究所