防冰总压/静压探针结构及控制系统设计与应用

结冰风洞的过冷液态水滴容易在总压、静压探针的进气口结冰,严重影响总压/静压测量的精准度和可靠性。设计了带温度反馈的防冰总压探针、皮托管和壁面静压测量单元,将总压、静压导管置于加热体内,使总压、静压进气口温度实现闭环控制;优化设计、安装工艺,将铠装双螺旋电加热丝、总压导管和温度传感器安装在不到10 mm管内,使电加热元件绝缘不受损;电加热丝紧贴内壁面,温度传感器伸入进气口附近,总压探针、皮托管无加热死区;采用变结构电加热控制策略,与风洞运行参数连锁控制,实现电加热防冰控制系统快速调节和控制精度要求。解决了总压、静压进气口结冰问题,防冰总压/静压探针已成功应用于结冰风洞复杂试验环境中。     

基于控制律的电加热防除冰系统设计与验证

飞机结冰严重危害飞行安全,电加热是容易控制、低能耗的飞机防除冰技术,由于飞机上电能受限,高效的控制律电加热设计和验证是飞机防除冰设计的关键.为满足大型结冰风洞电加热试验要求,研制了工程实用的基于状态机的控制律电加热防除冰控制系统,完成了控制律电加热防除冰系统的硬件和控制软件开发,实现了多个电加热回路电流按照控制律要求同步接通/断开.利用结冰风洞试验对不同控制律电加热防除冰的有效性进行了验证,电加热防除冰控制律设计达到了技术要求.系统已经应用到结冰风洞试验中,是电加热防除冰试验的重要设备.     

结冰风洞试验段转盘控制系统设计与应用

结冰是飞机的重大安全隐患,结冰风洞是研究飞机结冰与防除冰的地面试验设备,飞机模型安装在试验段转盘上,通过精确控制转盘带动模型旋转模拟姿态变化;研制了适用于低温、低气压、高湿度环境的转盘机械机构;设计了以317T-CPU、IM174模块和交流伺服的转盘控制系统总体方案,开发了功能完善的转盘监控软件;通过参数优化、主从偏差控制和全闭环位置控制,实现了3个试验段5套转盘机构单转盘、上/下或左/右转盘高精度同步控制;解决了特殊环境下转盘控制系统运行维护问题.转盘控制系统运行超过8年,转盘角度范围±180°,转盘角度和同步控制精度不低于0.02°,各项技术指标达到设计要求,保证了结冰风洞各项试验任务顺利完成.     

飞行器防冰试验温度控制系统设计

为了进行飞行器进气道叶片冰风洞加热试验,需要加热器能够尽快地达到并稳定在目标值。基于VB 6.0和Access 2003数据库设计开发了加热系统的控制系统,通过试验获得了在不同飞行情况下的加热器出口热流的温度分布。本控制系统能够根据试验的要求,进行温度控制和叶片温度采集、数据传输和数据处理,通过Simulink仿真表明,控制系统具有良好的控制结果。     

基于分布式光纤测温的结冰风洞喷雾耙温度场测量

为了实时获取结冰风洞喷雾耙温度场数据,需要采用温度传感器采集温度信号,传统的热电阻式温度传感器需要连接大量长距离线缆,占用大量喷雾耙内部空间;为提高温度场测量的质量效率,对基于分布式光纤测温的结冰风洞喷雾耙温度场测量技术进行了研究;首先,分析了喷雾耙温度场测量概况,研究了分布式光纤测温方法;其次,设计了U型光纤布线方法,建立基于分布式光纤测温的结冰风洞喷雾耙温度场测量系统;最后,实现了20层喷雾耙温度场全局测量,并对喷雾耙温度场分布进行了详细分析;经实际应用表明,喷雾耙温度场测量系统可为喷雾耙电加热系统提供了温度反馈,大大提高了温度场测量效率。     

基于μC/OS-III的喷雾结冰控制系统的设计

结冰是影响飞机安全飞行的重要因素,在某一型号飞机投入使用前,需要对该飞机除/防冰系统的性能进行验证。因此,研制了一套基于μC/OS-III的机载喷雾结冰控制系统；给出了系统的整体结构框架及其组成,重点介绍了该控制系统的硬件及软件的设计思路；系统实现了对喷雾设备的水、气路温度及压力的自动调节,在此基础上,还具有参数监测与显示、系统报警、数据分析与保存等功能。试验结果表明,该控制系统具有运行稳定、实时性好、调节速度快、控制精度高等特点,可以使用该系统进行喷雾结冰试验来考察某机型除/防冰系统的工作性能。     

结冰风洞内气象参数标定方法研究

通过研究结冰风洞内常用的结冰气象参数标定方法,提出了适用于小型结冰风洞的简单标定方法。利用该方法对引射式结冰风洞内的液态水含量、水滴平均有效直径、云雾均匀性进行了标定,并在霜状冰条件下获得了试验冰形。对比试验冰形与数值计算结果可知,所采用的参数标定方法准确、有效,可满足工程实际要求。     

计算机仿真在飞机结冰研究中的应用

计算机仿真在飞机结冰研究中的应用北京航空航天大学韩风华温文彪梅志光概述飞机在飞行中，由于过冷水滴的撞击而发生结冰现象。飞机结冰严重地影响飞行安全，因此研究飞机结冰过程及结冰的形状，进而设计更加有效的防（除）冰系统是飞机研制中的重要课题。计算机仿真技术...     

大型风洞PIV粒子发生装置研制

示踪粒子量不足是制约大型风洞PIV试验的关键和难点问题,结合大型风洞的实际情况,通过原理设计、分析计算和试验验证,成功研制了基于加热蒸发原理的大流量粒子发生器,并应用到了大量的工程实践中;结果表明,在大型风洞PIV试验中,采用经济性好的油基材料加热蒸发的方式,可持续、足量、均匀地供应示踪粒子,是一种较好的粒子产生方式;另外,在粒子发生装置设计时,应充分考虑实际所需粒子流量,并针对选择的粒子材料的理化特性开展计算分析.     

冰风洞虚拟仪器环境参数测试系统设计实现

为获取结冰环境下风洞内各状态参数,在PXI总线平台上应用LabVIEW开发了冰风洞流场环境参数测试系统.通过部署在冰风洞各部件段的传感器测得了总压、静压、总温、静温、湿度等重要参数,应用一阶RC滤波和均值滤波对频域噪声进行了滤除,在PXI系统平台上进行了多通道同步实时数据采集,采用压力落差法对气流参数进行测试计算.实验结果表明,系统对低速及亚声速状态流场环境参数测试全面,通过FSSP、OAP和J-W热线仪测得了液滴平均体积直径(MVD)和液态水含量(LWC),获得了适宜结冰测试的流场特性参数,为翼型部件的结冰性能分析提供了依据.     

CRONE control based anti-icing/deicing system for wind turbine blades

This paper presents an application of CRONE control, a robust control based on fractional order differentiation, to an anti-icing/deicing system for wind turbine blades. The deicing system uses an electrically conductive polymer paint applied on the blade at ice formation areas. The voltage applied to the paint leads to its heating. Based on a temperature measure provided by various sensors placed on the blade, a control system can thus be used to prevent the blade icing up during wind turbine operation or to deice the blade after a rest time. To design the control system, a thermal model of the blade with the paint was developed and its associated parameters were identified using tests in a climatic wind tunnel. A CRONE controller was then designed and its performance evaluated both on blade subparts in the climatic wind tunnel and on a floor-standing real blade.     

基于大数据分析的风机叶片结冰故障诊断

为了实现风力发电机叶片结冰故障诊断,及时进行风机叶片除冰,消除隐患。提出了基于大数据分析的人工智能算法识别风机叶片结冰的方法。首先,用结冰机理研究和数据探索的方法对风机运行数据进行分析,初步提取了24个特征量;然后,采用遗传算法对24个特征量、滑动窗口宽度和支持向量机参数进行联合优化,并据此建立叶片结冰故障诊断模型。诊断结果表明,用该模型诊断叶片结冰故障的准确率为86.2%,比采用SCADA采集所有数据或初步提取的24个特征量作为模型输入的准确率有大幅度的提高;并且,将该模型用于另一个#2风机时,故障诊断准确率也达到了78.5%,证明了该方法的有效性,并具有较好的泛化能力,为识别风机叶片结冰故障提供了新思路。     

直升机防/除冰试验云雾控制系统设计

云雾控制系统是直升机防除冰试验中最重要的系统之一,其性能好坏、控制精度准确与否直接关系着直升机防/除冰试验的成败.重点介绍了一种直升机防/除冰试验云雾控制技术,阐述了云雾参数控制的指标、控制原理;然后介绍了云雾控制系统软硬件设计;最后说明了本次控制的先进之处,采取各路水路进行单独PID控制方式,消除每路由于水路带来的重力压差问题,通过水路气路在结构上和设计上独自分开控制,解决水气压力相互耦合的问题,最终实现了水气压力值的精准控制和中等结冰模拟云雾状态环境.     

一种大气数据系统传感器智能加温控制方法

机上大气数据系统传感器结冰会影响传感器感受气压和探测温度、角度等参数的准确性和可靠性,进而影响飞控系统使用大气参数参与飞行控制。为了实现系统内传感器防冰和除冰的目的,提出了一种大气数据系统传感器智能加温控制方法。智能加温控制主要体现为:加温模式分为不加温、半功率加温和全功率加温共3种;加温启动瞬间采用分时分组的方式;加温控制采用主、备加温控制盒双余度设计和手动、自动加温双余度控制方式;实时监测系统内各传感器的加温电流。     

基于多源信息融合的架空输电线路覆冰预测模型研究

输电线路严重覆冰可能会导致输电线路的机械和电气性能急剧下降,威胁电力系统安全、稳定运行。线路覆冰预测技术是电网防冰、抗冰领域难点之一。本文以电网输电线路自然覆冰监测大数据为基础,进行数据异常处理、缺失值填补等预处理,提出一种基于覆冰拉力浮动区间的区间准确率评测方法。研究基于新型深度学习的数据驱动输电线路覆冰预测技术,构建了融合历史监测拉力、微气象数据及未来天气预报的拉力时序、一阶差分拉力时序覆冰预测模型,实现覆冰监测终端未来24小时逐小时的拉力准确预测,提前预知输电线路是否覆冰以及覆冰程度,有助于防冰、融冰决策,保证电力系统稳定安全运行。     

基于时序上采样卷积神经网络的风机叶片结冰检测

风电机组叶片结冰检测对风电机组的安全性、可靠性以及经济性具有非常重要的现实意义.针对风电机组运行观测数据的非平衡和单点无时序性问题,提出一种基于过采样和时序上采样卷积神经网络的风机叶片结冰检测方法.首先,采用数据自适应综合过采样算法对原始非平衡数据集进行重采样,实现对非平衡数据集的均衡;然后,提出并构建一种时序上采样卷积神经网络模型,将原始单点向量型数据进行重构并上采样为二维网格型数据,同时将其自动映射成为稀疏的特征表示,实现准确的风机叶片结冰检测功能;最后,将所提出方法在真实风场采集的数据集上进行验证.实验结果表明,所提出的风机叶片结冰检测方法在数据集非平衡且采集条件有限(单点无时序性数据)的情况下,具有一定的有效性、稳定性和可行性.