一种数字阀流量的分段控制算法制造技术

本发明专利技术公开一种数字阀流量的分段控制算法，所述的数字阀由十六个不同口径的文氏管和电磁阀组成，所述文氏管的喉道面积按照二进制递增进行排列，将二进制排列的阀位分为两段进行控制，一号阀位至八号阀位为低段，九号阀位至十六号阀位为高段；当控制反馈流量接近目标值时高段阀位采用预期开启状态，低段阀位继续采用PID算法解算开启状态进行控制。该技术在风洞试验的数字阀流量控制中首次使用，解决了长期困扰的某些流量目标点控制振荡的难题；采用数字阀流量的分段控制算法，保证了流量的稳定精确控制，对试验模型的安全性、试验效率以及试验数据的精准度都有很大的贡献。

A piecewise control algorithm for digital valve flow

Subsection control algorithm of the present invention discloses a digital flow valve, digital valve comprises sixteen different diameter of the venturi tube and the electromagnetic valve, the throat area of the venturi tube are arranged in accordance with the binary increasing, the binary array is divided into two sections of the valve position control valve, one to eight the valve for the lower section, No. nine to No. sixteen valve valve position is high; when the control feedback flow close to the target value of the expected high section of the valve open state, the lower valve position continued to use the PID algorithm to calculate the open state control. The technology in the wind tunnel test of digital flow control valve used for the first time, to solve the problem of some flow target long-standing control oscillation; subsection control algorithm using digital flow valve, ensure the precise control of the flow rate is stable, the test model of safety, efficiency and test the accuracy of testing data is great contribution.

【技术实现步骤摘要】
一种数字阀流量的分段控制算法
本专利技术属于风洞试验中的数字阀流量控制算法，具体为数字阀流量的分段控制算法。
技术介绍
风洞试验中使用数字阀对空气流量进行精确控制。数字阀主要由一系列电磁阀和不同口径的文氏管组成，而文氏管的喉道面积按照二进制递增进行排列，通过阀位的组合来实现空气流量的精确控制。采用PID控制算法解算整个数字阀的开启状态，数字阀理论上是连续的，但工程实践中发现，对于某一些流量给定目标值，会出现喉道较大的阀位频繁反复开启/关闭状况，会造成控制振荡，不能满足试验要求。如能设计构造一种数字阀流量的控制算法，保证所有的流量给定点都不出现控制振荡，将增强试验安全性和提高试验效率，确保试验所需的稳定精确空气流量。
技术实现思路
本专利技术的目的是建立一种数字阀流量控制算法，有效避免某些流量目标点的控制振荡，获得稳定精确的空气流量。为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种数字阀流量的分段控制算法，所述的数字阀由十六个不同口径的文氏管和电磁阀组成，所述文氏管的喉道面积按照二进制递增进行排列，将二进制排列的阀位分为两段进行控制，一号阀位至八号阀位为低段，九号阀位至十六号阀位为高段；当控制反馈流量接近目标值时高段阀位采用预期开启状态，低段阀位继续采用PID算法解算开启状态进行控制。在上述技术方案中，PID算法解算具体为：第一步：获取一个流量给定值；第二步：解算数字阀的预期开启状态，根据数字阀前压力、温度以及流量给定值，解算出数字阀预期的需要打开的文氏管喉道总面积，然后进行二进制运算获得数字阀预期的开启状态；第三步：获取反馈流量值；第四步：判断反馈流量值是否接近流量给定值；第五步：低段阀位使用PID解算的开启状态，高段阀位直接使用预期的开启状态；第六步：低段阀位如果全部打开或全部关闭都不能满足控制的精准度要求，这时必须向高段阀位进行进位或退位处理；第七步：全数字阀PID解算开启状态；第八步：是否结束，若需要继续控制，则继续第一步；否则结束。在上述技术方案中，在步骤四中，当流量给定值与反馈流量值的差的绝对值不小于反馈流量接近给定值时，执行第七步。在上述技术方案中，在步骤六中，当不需要向高段阀位进行进位或退位处理时，直接执行第八步。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：该技术在风洞试验的数字阀流量控制中首次使用，解决了长期困扰的某些流量目标点控制振荡的难题；采用数字阀流量的分段控制算法，保证了流量的稳定精确控制，对试验模型的安全性、试验效率以及试验数据的精准度都有很大的贡献。附图说明图1是本算法的流程图。具体实施方式下面结合附图，对本专利技术作详细的说明。为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。将算法转化为控制软件代码，给定流量目标值，当反馈流量接近目标值时高段阀位采用预期开启状态，低段阀位继续采用PID算法解算开启状态进行控制。详细的算法过程描述如下：第一步：获取一个流量给定值Mc_Give；第二步：解算数字阀的预期开启状态DV_ExpectState[i]，i=1，2，…，N。根据数字阀前压力、温度以及给定流量Mc_Give，可以解算出数字阀预期的需要打开的文氏管喉道总面积，然后进行二进制运算可以获得数字阀预期的开启状态DV_ExpectState[i]，i=1，2，…，N；（注明，N为数字阀的阀位数。）第三步：获取反馈流量Mc_Feed；第四步：判断反馈流量是否接近给定流量，若|Mc_Give-Mc_Feed|<ε（即反馈流量接近给定值），转第五步；否则转第七步；第五步：低段阀位使用PID解算的开启状态SV_State[i]，i=1，2，…，SegNo；高段阀位直接使用预期的开启状态SV_State[i]=DV_ExpectState[i],i=SegNo+1，…，N；（注明，SegNo为分段阀位号，数字阀的1～SegNo阀位构成低段阀位，数字阀的SegNo+1～N阀位构成高段阀位。）第六步：进位/退位处理。低段阀位有可能全部打开或全部关闭都不能满足控制的精准度要求，这时必须向高段阀位进行进位或退位处理。转第八步；第七步：全数字阀PID解算开启状态SV_State[i]，i=1，2，…，N；第八步：是否结束，若需要继续控制，则转第一步；否则转第九步结束运行；第九步：停止，结束运行。以上所述仅为本专利技术的较佳实施例而已，并不用以限制本专利技术，凡在本专利技术的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本专利技术的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种数字阀流量的分段控制算法，其特征在于：所述的数字阀由十六个不同口径的文氏管和电磁阀组成，所述文氏管的喉道面积按照二进制递增进行排列，将二进制排列的阀位分为两段进行控制，一号阀位至八号阀位为低段，九号阀位至十六号阀位为高段；当控制反馈流量接近目标值时高段阀位采用预期开启状态，低段阀位继续采用PID算法解算开启状态进行控制。

【技术特征摘要】
1.一种数字阀流量的分段控制算法，其特征在于：所述的数字阀由十六个不同口径的文氏管和电磁阀组成，所述文氏管的喉道面积按照二进制递增进行排列，将二进制排列的阀位分为两段进行控制，一号阀位至八号阀位为低段，九号阀位至十六号阀位为高段；当控制反馈流量接近目标值时高段阀位采用预期开启状态，低段阀位继续采用PID算法解算开启状态进行控制。2.根据权利要求1所述的一种数字阀流量的分段控制算法，其特征在于PID算法解算具体为：第一步：获取一个流量给定值；第二步：解算数字阀的预期开启状态，根据数字阀前压力、温度以及流量给定值，解算出数字阀预期的需要打开的文氏管喉道总面积，然后进行二进制运算获得数字阀预期的开启状态；第三步：...

【专利技术属性】
技术研发人员：晋荣超，张平涛，彭毅，章荣平，何清，雷振华，岳大鸿，田鑫，
申请(专利权)人：中国空气动力研究与发展中心低速空气动力研究所，
类型：发明
国别省市：四川,51