专利汇可以提供航空发动机滚转喷管作动筒控制与测量装置及方法专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 公开了一种航空 发动机 滚转 喷管作动筒控制与测量装置及方法。装置包括PXI计算机、A/D采集卡、D/A采集卡、LVDT、 正弦波 功率 放大器 、 电压 / 电流 转换器、电压放大器、射流伺服 阀 、作动筒,通过A/D采集卡 输出电压 信号 ,经电压/电流转换器转换后用于控制射流 伺服阀 驱动作动筒运动到给定 位置 ,LVDT采集作动筒当前的实际位移值,并通过A/D采集卡输出给PXI计算机,通过PID 算法 自动输出补偿量给A/D采集卡,通过A/D采集卡、电压/电流转换器转换输出电流信号,控制射流伺服阀驱动作动筒 运动补偿 量大小,到达给定值位置,该装置适应性强、准确率高、 稳定性 好,有效保证了发动机相关实验的顺利进行,极大缩短了实验周期。,下面是航空发动机滚转喷管作动筒控制与测量装置及方法专利的具体信息内容。
1.一种航空发动机滚转喷管作动筒控制与测量装置,其特征在于,包括PXI计算机、A/D采集卡、D/A采集卡、LVDT、正弦波功率放大器、电压/电流转换器、电压放大器、射流伺服阀、作动筒,电压/电流转换器的输入端通过导线与A/D采集卡的模拟量输出通道相连,电压/电流转换器的输出端通过导线与封装在作动筒上的射流伺服阀相连,射流伺服阀、LVDT与作动筒封装在一起,与作动筒活塞杆连接在一起的LVDT的次级线圈通过电缆与插装在PXI计算机上的A/D采集卡的模拟量输入通道相连,PXI计算机编写有控制界面,通过控制界面设定作动筒伸长量的给定值,通过A/D采集卡的模拟量输出通道输出电压信号,然后输出给电压/电流转换器将电压信号转换为电流信号,电压/电流转换器输出的电流信号一路用于控制射流伺服阀驱动作动筒运动到给定位置,与作动筒活塞杆连接在一起的LVDT采集作动筒当前的实际位移值,并通过A/D采集卡的模拟量输入通道将采集到的模拟量信号转换为数字量信号输入给PXI计算机,通过控制界面设定的给定值与实际位移值比较是否相等,如果给定值与实际位移值不相等,内嵌在PXI计算机中的PID控制模块通过PID算法自动输出补偿量给A/D采集卡,通过A/D采集卡的模拟量输出通道输出给电压/电流转换器,通过电压/电流转换器转换为电流信号控制射流伺服阀驱动作动筒运动补偿量大小,到达给定值位置;
电压/电流转换器输出的电流信号的另一路流经射流伺服阀线圈后转换为电压信号输入给电压放大器,经过电压放大器放大之后输出给A/D采集卡,A/D采集卡通过模拟量输入通道将接收到的电压信号输入给PXI计算机,通过控制界面显示射流伺服阀输出的控制位移值;
D/A采集卡通过插槽式连接方式插装在PXI计算机上,D/A采集卡的接线端子通过导线与正弦波功率放大器的输入端相连,正弦波功率放大器的输出端一路通过电缆与连接在作动筒活塞杆上的LVDT的初级线圈相连,LVDT的次级线圈反向串联并中心抽头引出,LVDT的次级线圈中的不相邻的两根导线作为信号线分别与A/D采集卡的两个模拟量输入通道连接,LVDT的次级线圈中剩下的一根导线与A/D采集卡的公共端相连,两个模拟量输入通道与公共端构成单端输入方式,LVDT采集到的作动筒位移值通过A/D采集卡的模拟量输入通道输入给PXI计算机,通过控制界面显示作动筒的实际位移值;
正弦波功率放大器输出端的另一路通过导线直接与A/D采集卡的模拟量输入通道相连,通过控制界面将需要施加在LVDT的初级线圈两端的期望电压值输入给PXI计算机,PXI计算机通过D/A采集卡输出给正弦波功率放大器,通过正弦波功率放大器产生额定电压值为期望电压值的正弦波信号,正弦波功率放大器输出的正弦波信号一路输入给LVDT的初级线圈,另一路输入给A/D采集卡,通过A/D采集卡的模拟量输入通道采集正弦波功率放大器输出端两端的电压值,并将采集到的电压值发送给PXI计算机,通过控制界面显示正弦波信号的电压值和频率值;
所述PXI计算机编写有控制界面,所述控制界面用于设定作动筒的给定值以及显示作动筒的控制位移值、实际位移值;
所述控制界面还用于设定需要施加在连接在作动筒活塞杆上的LVDT的初级线圈两端的期望电压值以及显示A/D采集卡采集到的正弦波功率放大器输出端两端的电压值和频率值;
所述LVDT用于无接触测量作动筒的实际位移值;
所述正弦波功率放大器用于产生额定电压值为期望电压值的正弦波信号;
所述射流伺服阀用于驱动作动筒运动到给定值位置。
2.权利要求1所述的一种航空发动机滚转喷管作动筒控制与测量装置的使用方法,其特征在于,具体步骤如下:
步骤1:设置参数,通过PXI计算机编写的控制界面设定作动筒的给定值、以及正弦波信号的期望电压值;
步骤2:正弦波功率放大器的激励检查,将控制LVDT的初级线圈需要的期望电压值通过控制界面输入给PXI计算机,PXI计算机通过D/A采集卡输出给正弦波功率放大器,通过正弦波功率放大器产生额定电压值为期望电压值的正弦波信号,通过A/D采集卡的模拟量输入通道采集正弦波功率放大器输出端两端的电压值,并将采集到的电压值发送给PXI计算机,通过控制界面显示正弦波信号的电压值和频率值,实时查看控制LVDT初级线圈的正弦波信号的电压和频率是否是符合期望;
步骤3:校验作动筒的测量通道,具体表述为:
1)通过控制界面设定作动筒的给定值,从A/D采集卡的模拟量输出通道输出给电压/电流转换器,从电压/电流转换器输出的电流信号一路输出给射流伺服阀控制作动筒运动到设定的给定值位置,一路经射流伺服阀线圈后通过电压放大器输入给A/D采集卡,通过A/D采集卡的模拟量输入通道将接收到的电压信号输入给PXI计算机,通过控制界面显示射流伺服阀输出的控制位移值;
2)根据控制界面设定作动筒的给定值,作动筒移动到给定值位置时,手动用测量工具测量出作动筒的当前位置,通过比较测量得到的当前位置的测量值与控制界面显示的控制位移值差值的绝对值μ2是否小于预设的精度β,判断航空发动机滚转喷管作动筒控制与测量装置是否符合控制精度要求;
3)如果判断μ2≥β,则通过调节PXI计算机内嵌的PID控制模块通过PID算法自动调节PID参数,使得μ2控制在μ2<β的范围内;
步骤4:作动筒的标定,首先用测量工具测量出作动筒中的活塞杆的伸长量、作动筒的开口位置以及开口宽度,然后计算出作动筒的出口面积作为标定值,并输入给控制界面进行显示;
步骤5:进行作动筒位置的测量,首先通过控制界面设定作动筒伸长量的给定值,并通过嵌入在PXI计算机内的A/D采集卡的模拟量输出通道输出给电压/电流转换器,然后通过电压/电流转换器将电压信号转换为电流信号,输出给射流伺服阀用于驱动作动筒运动到给定值位置,同时通过与作动筒封装在一起的LVDT采集作动筒实际位移值的电压信号,通过A/D采集卡的模拟量输入通道将实际位移值的电压信号转换为数字量信号并发送给PXI计算机,通过PXI计算机将数字量信号转换为实际位移值并在控制界面上显示,当通过控制界面设定的给定值与控制界面显示的实际位移值不相等时,内嵌在PXI计算机中的PID控制模块通过PID算法自动计算出位移的补偿量,并通过A/D采集卡的模拟量输出通道输出给电压/电流转换器,通过电压/电流转换器输出给射流伺服阀驱动作动筒运动补偿量大小到达给定值位置。
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