低速风洞稳风速控制系统的设计

可调低湍流度的低速风洞设计及低雷诺数下微型飞行器机翼绕流控制的数值模拟

上海大学硕士学位论文可调低湍流度的低速风洞设计及低雷诺数下微型飞行器机翼绕流控制的数值模拟姓名：李强申请学位级别：硕士专业：流体力学指导教师：翁培奋;丁珏20060701同一个来源一翼型的拍扑；也不同于旋翼，因拍扑翼是一种三维运动，远远要比旋翼复杂。

由于要实现拍扑十分困难，不论大型还是微型的，目前为止，没有持续的飞行成功的扑翼式飞行器（目前，ｃａｌＴｅｃｈ所设计的扑翼式微型飞行器仅能飞行约４０秒）。

这种飞行器的设计采用仿生学原理，仿效了自然界中很多对象的飞行，如各类虫、鸟等都是利用它们翅膀做拍扑运动的同时产生推力和升力。

如图１．２中左图所示，图中给出的是爱普生公司研制的飞行机器人模型ｉＦＲ－ＩＩ。

这款机器人具有蓝牙无线控制独立飞行功能和“全球最小及最轻的陀螺仪传感器”，另外该机器人还带有一个可以捕获和将空中图像传输到地面监视器中的图像传感器。

这款机器人直径为１３６毫米，高８５毫米，不计电池重８．６克，其一次可以飞行大约３分钟【６】。

图１．１固定翼式ＭＡＶＳ［５】（自左向右，ＡｍＶ曲ｎ∞ｔ公司的‘＂ＢｌａｃｋＷｉｄｏｗ”，Ｍｕ｝的“Ｔｒｏｃｈｏｉｄ＂，佛罗里达大学的柔性机翼微型飞行器）图１－２旋翼式微型飞行器嗍（左）和扑翼式微型飞行科７１（右）微型飞行器与大型飞行器的空气动力学特性有着很大的区别【８】，这主要体现在以下几个方面。

§１．２．Ｉ低雷诺数大型飞行器的雷诺数很大，所受到的空气粘性影响很小，其作用在一般情况下可以忽略，所以大型飞行器凭借机翼升力可以很容易就飞起来；而微型飞行器由于尺寸微小，飞行速度又较低，所以相应的雷诺数也就很小，而且升阻比往往随着Ｒｅ数的降Ｑ，＝Ｇ＝Ｃｌ＝１４４００（ｍ３／ｈ）（４）斜流式风机的选取根据前面已经求得的风机的功率Ⅳ及风机的风量，选择一台合适的标准斜流式风机。

经广泛调研后，确定型号为￥１Ｇ低噪声斜流式风机７．Ｏｓ。

其风量为Ｑ，＝１８０００ｍ３／ｈ，噪声水平为６４ｄＢ，功率为Ｎ＝３．０Ｋｗ，风机内径７００ｍｍ。

小型风洞设计制作及稳定段研究

小型风洞设计制作及稳定段研究摘要风洞是从事飞行器研制和空气动力学研究的最基本的实验设备。

迄今为止绝大部分空气动力学实验都是在风洞中完成的。

风洞的发展是同航空航天技术紧密相关的，风洞是研制新型飞行器的重要物质基础。

稳定段及其内部的整流装置是风洞不可或缺的组成部分。

整流装置包括纱网和蜂窝网等，其设计目的是使气流均匀或降低紊流度。

关键词小型风洞；纱网；均匀性；稳定段；能量损失在本次研究中，设计并动手制作可用于实际操作的小型风洞，着重对其稳定段进行研究，从而设计出适合于一类小型风洞的稳定段。

一方面，在理论计算与实验中记录有意义的数据，为以后进一步的研究提供依据。

另一方面，此次研究所制作出的小型风洞，可以用于实际的风洞实验，如小型风力发电机的测试等。

在研究的前期进行小型风洞的设计，绘制小型风洞的设计图纸。

在研究的第二阶段，根据设计动手制作小型风洞。

在制作过程中，不断根据实际情况，对图纸细节进行调整和改进。

在研究的第三阶段，对已制作完成的小型风洞稳定段中的纱网进行控制变量的研究与分析。

对于低速小型风洞，进口风速为10m/s～18m/s时，在综合气流均匀性、稳定性和气流能量3个指标之后发现，网丝直径d与网眼尺度l的比值为0.37，每层纱网间距为2cm的三层纱网组合为最优纱网组合。

1 研究方法及过程1.1 小型风洞的设计1.1.1 风洞整体的布置小型风洞是由风扇、风洞本体和测量仪器系统三部分组成。

如图1所示为风洞的整体布置图。

①为风扇。

②为风洞本体。

③为传感器组1.1.2 风扇的设计根据研究需要，风扇选用具有调速功能的低速风扇，其风速范围为：10m/s ～20m/s。

出风口为正方形，内径为11.6cm，外径为12cm。

在风洞的出口和进口，分别放置两个相同型号的风扇，进口的风扇向风洞内鼓风，出口的风扇从风洞内吸风，并始终调节两风扇的鼓风风速相同。

这样的设计可以在一定程度内令风洞内的气体密度保持恒定。

1.1.3 风洞本体的设计风洞本身共分为三段，内有两个为消除涡流而装置的蜂窝器和两套为平稳气流而装置的纱网。

低速风洞课程设计--工程流体力学课程设计

2015/2016学年第一学期低速风洞设计课程名称：工程流体力学课程设计班级：新能源1312 小组成员：指导教师：目录一课程设计目的 (3)二．完成设计任务条件 (3)三、完成的任务 (3)四、具体设计 (3)4.1 实验段 (4)4.2收缩段 (5)4.3稳定段 (6)4.4扩压段 (7)4.5其他部件设计 (10)五．能量比 (11)六．需用功率 (15)七．心得体会 (15)八．参考文献 (16)一、课程设计目的综合运用在流体力学实验技术和其它课程中所学习的知识，完成简化了的低速风洞气动特性设计项目，达到培养和提高独立完成设计工作的能力。

二、完成设计任务的条件（1）风洞试验段要求：闭口（2）实验段进口截面形状：矩形（3）实验段进口截面尺寸：2.5mX3.0m（4）试验段进口截面最大风速：100m/s（5）收缩段的收缩比：7三、完成的任务（1）低速风洞设计图纸绘制（2）设计说明书：我们组设计的是小型低速风洞（3）风洞设计、研制与实验技术研究方面的综述报告四、具体设计4.1 实验段① 为了使模型处于实验段的均匀流场之中，模型头部至实验段入口应保持一定的距离，以1l 表示。

1l 的大小视实验段入口流场的均匀程度而定。

如实验段直径为0D ，则1l 大致为0.25~0.500D 。

因为后面我们会采用较多层的紊流网，故此处不用取得太大，选择100.35l D =。

② 模型的长度为2l 表示，大约在0.75~1.250D 之间，各类飞机的模型是不相同的。

为了使风洞尽量满足一洞多用，取2l 足够长选择201.25l D =。

③ 模型尾部至扩压段进口也应保持一定距离，以3l 表示，一方面是保证模型的尾流不过多影响扩压段的工作效率，另一方面也不使扩压段的流动影响模型尾部。

这个距离大约为0.75~1.250D 。

选择300.8l D =④ 12302.4 6.55L l l l D m =++==，满足统计数据中，主要实验低速飞机02.0~2.5L D =的情况。

HIT风洞风速控制及实验转角控制系统设计

作者简介：国文（９８一，，北唐山人，士，程师，要李１７）男河硕工主
研究方向：风洞数据采集与控制，Ｅ—ｍａ：ｌｂ＠１３ｃｒ。ｉｃｉ６．ｏｌｕｎ
第２期
李国文等：Ｔ风洞风速控制及实验转角控制系统设计ＨＩ
计算机为中心的，基于ＭｃｓｆＶｓａＢｓＶ）ｉｏｏｉｌａｉＢ风速测量与控制系统。系统进行了硬件系统设ｒｔｕｃ（计及软件系统设计。在提出总体的测量与控制方案的基础上，保证风速控制精度，测控元件进对行了等精度配置研究。另外在实验角度控制上提出了高精度的控制方案。通过ｖＢ程序代码实现了控制软件。经调试后达到了系统控制精度要求，该系统具有较强的实用性。
业大学土木工程学院大气边界层风洞建设项目。
该风洞主要用于桥梁、房及深海建筑物等风载楼实验，为科研生产型风洞，洞结构如图１所示。风
考虑其用途和研究方向，洞控制系统主要包括风稳风速控制及实验转角的控制。
．
文章编号：０７３５２１）２— ０４—０１０ —１８（０００００４
ＨＴ风洞风速控制及实验转角控制系统设计Ｉ
李国文李长仁李光里
１０３）１１６（阳航空工业学院动力与能源工程学院，宁沈阳沈辽
摘
要：了完成哈尔滨工业大学风洞测量与控制试验系统，计了ＨＴ三元低速风洞的一套以为设Ｉ

基于LabVIEW的低速风洞风速量化PID控制系统设计

基于LabVIEW的低速风洞风速量化PID控制系统设计李国文;赵永建
【期刊名称】《自动化仪表》
【年(卷),期】2006(027)008
【摘要】为了完成某大学DFD风洞的风速控制系统,设计了一套以计算机为中心基于LabVIEW的风速控制系统,给出了系统的硬件设计和软件设计.在提出总体PID控制方案的基础上,对风速控制精度及PID参数整定进行了研究,改善了PID参数整定过程,提出了风速闭环控制量化PID方案.通过LabVIEW程序代码实现了控制软件.实际运行验证了量化PID方法的可靠性及实用性.该系统具有优越性和实用性.
【总页数】3页(P21-23)
【作者】李国文;赵永建
【作者单位】沈阳航空动力与能源工程学院,沈阳,110034;沈阳航空动力与能源工程学院,沈阳,110034
【正文语种】中文
【中图分类】TP273
【相关文献】
1.基于灰色预测PID控制及LabVIEW的直流电机调速系统设计 [J], 蒋洪
2.基于PID控制和LabVIEW技术的高精密恒温测控系统设计 [J], 李云彬;张辉;张阳
3.基于LabVIEW的测控系统设计--温度PID控制 [J], 柯龙章;杨宇卿
4.基于LabVIEW水温专家PID控制系统设计与实现 [J], 吴育声
5.基于LabVIEW的电子节气门PID控制系统设计 [J], 周润东;鲁植雄
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低速风洞洞体设计

Abstract: The influence of geometrical characteristics of the low speed wind tunnel body on the quality of w ind tunnel flow field was introduced, and the quality of the designed low speed w ind tunnel flow field was validated by fluent simulation software.
Keywords: Low speed w ind tunnel; The body of w ind tunnel; Quality of flow field
0 引言风洞是一种专门设计的空气实验装置 , 它用动力
装置在其试验段内造成可调节速度的气体流 , 以进行各种类型的空气动力学实验研究。根据流动相对性和相似性原理 , 将实验模型固定在试验段内 , 当气体以一定的速度流过模型时 , 测量记录流场的参数和模型的气动力响应 , 即可推算到与模型相对应的原型物在空气中运动时受到的气力。气流速度一般用实验气流的马赫数来衡量 , 根据流速的范围分类。当马赫数小于 013的风洞称为低速风洞 ; 马赫数在 013 ～018 范围内的风洞称为亚音速风洞 ; 马赫数在 018 ～112 范围内的风洞称为跨音速风洞 ; 马赫数在 112 ～510 范围内的风洞称为超音速风洞 ; 马赫数大于或等于 510 的风洞称为高超音速风洞。
损失
E=
1 2ห้องสมุดไป่ตู้
ρA1
v31
实验段最大风速为
25m / s,
风洞出
口气流最大速度为 1516m / s, 风洞所有各段的等值压

低风速风力发电机的控制系统设计与优化

低风速风力发电机的控制系统设计与优化随着对可再生能源需求的不断增长，风力发电作为一种环保、可持续的能源选择，受到了广泛关注。

然而，低风速条件下的风力发电机性能依然是一个令人关注的挑战。

在低风速条件下，风力发电机转速较低，发电能力也相对较弱，因此需要一个高效的控制系统来提高发电机的性能。

本文将重点讨论低风速风力发电机的控制系统设计与优化。

在低风速条件下，风力发电机的控制系统需要解决以下几个关键问题：1. 转速控制：低风速条件下，风力发电机发电能力较弱，为了提高发电效率，控制系统需要实时监测风速并根据风速调整发电机的转速。

通过控制风力发电机的转速，可以使其在低风速条件下运行在最佳工作点，提高发电效率。

2. 帆片角度控制：发电机转动时，帆片的角度会影响发电机的输出功率。

在低风速条件下，通过控制帆片的角度，可以调整帆片的进出风角度，实现最大化的风能捕捉和转换。

因此，控制系统需要根据风速和转速的变化来调整帆片的角度，以优化发电机的性能。

3. 故障监测与维护：低风速条件下，发电机运行更加容易受到外部环境的影响，例如风向变化或者冰雪积聚等，可能导致发电机故障或性能下降。

因此，控制系统需要实时监测发电机的状态和运行情况，及时发现故障并提供维护建议，以保证发电机的稳定性和可靠性。

为了设计和优化低风速风力发电机的控制系统，以下几个方面值得关注：1. 传感器与数据采集：为了实现精确的风速和转速控制，控制系统需要具备可靠的传感器和数据采集模块。

通过精确测量风速和转速的数据，能够更好地调整帆片的角度和发电机的转速，以提高发电效率。

2. 控制算法与模型预测：针对低风速条件下的特点，需要研发新的控制算法和模型预测方法。

这些算法和方法能够通过实时监测和预测风速、转速和帆片角度等参数，提供最佳的控制策略，从而优化发电机的性能。

3. 建模与仿真：通过建立风力发电机的数学模型，并利用仿真软件进行模拟实验，可以提前评估不同控制策略的效果，减少试错成本。

基于6RA70的风洞稳风速控制系统的设计与实现

稳风速调节控制系统包括电机稳转速控制和试验段稳风速控制两部分。在硬件结构上选用西门子
６Ａ０系列全数字直流调速装置作为驱动电机的核Ｒ７
图１稳风速控制系统硬件结构图收稿日期：０９—０２０９—１０作者简介：呖（９６）女，津人，程师，士，要研究宋１７一，天工硕主方向为风洞测控系统设计研究；苏敏（９４）女，川成都１６一，四
完成电机速度控制系统的开关量信号处理和与计算机系统的信息交换。计算机系统通过采集的试验段风场
信息（压力、度）采用软调解器实现稳风速闭环调温，节。稳风速控制系统硬件结构图见图１。
１稳风速调节控制系统
１１稳风速控制系统硬件组成．
关键词：洞；风控制系统；直流调速中图分类号：Ｐ７文献标识码：Ｔ２３Ａ文章编号：００— ８９２１）２— ００— ３１０８２（００００６０
ＤｅｉｎａｄＩｐｅｅａｉｎｏｏｄｉｉｄＶｅｏｉｙｓｇｎｍｌｍｎｔｔｏｆＨｌｎｇＷｎｌｃｔＦｏｉｒＷｎｄＴｕｎｅｓｄｏＲＡ７ｎｌＢａｅｎ６０
ＸＸ风洞是某风工程试验研究中心的一座集教学和科研于一体的低速回流式风洞，主要用于建筑物和
桥梁的风载荷试验，大风速为５／。该风洞测控最３ｍｓ系统包括风速调节控制系统、型姿态控制系统、全模安联锁控制系统和试验数据采集系统。风速调节控制系统是风洞的核心控制系统，控该制系统通过控制器驱动直流电机，流电机带动浆毂直风扇产生风场，制实现风场风速的调节，保持试验控并风速稳定。根据用户要求，空风洞常用风速下，在风速控制系统精度要求为０５。以下主要介绍基于西门．％子６Ａ０系列全数字直流调速装置的稳风速调节控Ｒ７制系统的组成与实现。

风洞设计

低速风洞内气流速度较低，可按不可压缩流动来设计计算，设计的主要问题是合理组合收缩比与整流装置，使风洞具有高的能量比，低的湍流度，低的造价；设计高效率的风扇装置；设计没有气流分离的的收缩曲线以保证流动品质。

可遵循现有的性能良好的风洞所建立的准则进行设计。

相似准则：一个在静止空气中运动的物体或者在气流中保持静止的物体，其受到的空气动力R 取决于一系列有关气流与物体的参数，即R=f （L 、v 、ρ、h 、α、β、E 、n s 、m 、P 、μ、2v 、Cp 、Cv 、λ、V ）L ——物体的特性长度（m ）V ——物体的运动速度（m/s ）ρ——空气的密度（kg/m 3）h ——物体表面粗燥度的特性尺寸（m ）α——运动的迎角（°）β——运动的偏航角（°） E ——模型的体积弹性系数，V V p E /∆=（Pa ）n s ——运动部件的频率或转数（1/s ）m ——物体单位长度的质量（kg/m ）P ——空气的压力（Pa ）μ——空气的粘性系数（Pa ∙s ）2v ——空气平均脉动速度的平方（m 2/s 2）Cp ——空气的定压比热（J/（kg ∙K ））Cv ——空气的定容比热（J/（kg ∙K ））λ——空气的热传导系数（W/（kg ∙K ））V ——物体体积（m 3）以上影响气动力的参数共15个，根据量纲理论，由于这15个参数的单位中包括4个基本单位，则气动力系数C R （2221L v R C R ρ-=）将取决于12个无量纲参数，这些无量纲参数就称为相似准则。

)k e a m a (2P F R M S L C F C R 、、、、、、、、、、、ερβ∆=∆——物体表面相对粗糙度，L h =∆C ——表征物体弹性形变的相似准则，2v EC ρ=S ——斯特罗哈数，L n v S s =Ma ——马赫数，a v Ma =Re ——雷诺数，μρvL =Reε——湍流度，v v 2=εF ——佛劳德数，gL v F 2= K ——比热比，v p C C K =P r ——普朗特数，λμpr C P =a ——声速，m/s事实上，在一定的速度范围内，对于一定的研究对象，影响风洞实验的一般只有一二个主要的相似准则，即便是对于这些主要的相似准则，有的情况也不需要完全满足，只要达到一定的程度，再通过必要的修正就可以得到相当可靠的实验数据。

低速风洞稳风速控制系统的设计

文章编号:10035850(2005)12005503低速风洞稳风速控制系统的设计Design of Control System of Holding Wind Velocityfor Low Speeding Wind Tunnel宋　伟施洪昌(江苏技术师范学院　常州　213001)(中国空气动力研究与发展中心　绵阳　261000)【摘　要】在风洞模型试验过程中,洞内风速是否稳定将直接影响到实验结果的准确性,因此,稳风速控制系统是风洞测控系统中重要组成部分。

以江苏技术师范学院信控研究所研制的低速风洞测控系统为例,简要介绍其稳风速控制过程。

【关键词】稳风速,测控系统,控制过程中图分类号:T P 273　文献标识码:AABSTRACT Dur ing the ex per iment of w ind tunnel mo del,the steady o f w ill directly affect the accur acy o f ex perim ent result,so the contr ol sy stem o f ho lding w ind v elo city is the impor tant co mponent o f mea sur ement and co nt ro l system in w ind t unnel .T his pa-per w ill take an ex ample of measurement and contr ol sy st em fo r successive low speeding wind tunnel developed by info rmation co n-tr ol r esear ch institute o f Jiang su T eachers U niver sity ,br iefly intr oduce its co mponets and contr ol pr ocedur e o f co nt ro l sy stem o f holding w ind velocity ,a nd analyze kinds o f inter ference ex cited in sy st em ,and then adv ance so me effective measurement of inhibi-tio n interfer ence .KEYWORDS ho ld w ind v elo city ,measur ement and contr ol system ,co nt ro l pro cedur e 连续式低速风洞由一台风扇提供试验气流,其吹风速度一般低于60m /s ,为了实现对其洞内气流稳风速控制,要求风扇转速控制的调整比为1:10～1:20,能无级变速;稳速精度为0.1%～0.2%;额定转速在30m in 内漂移小于0.1%～0.2%。

风洞设计——精选推荐

风洞设计低速风洞⽓动特性设计（2）⼀、课程设计⽬的综合运⽤在流体⼒学实验技术和其它课程中所学习的知识，完成简化了的低速风洞⽓动特性设计项⽬，达到培养和提⾼独⽴完成设计⼯作的能⼒。

⼆、课程设计要求能正确运⽤有关学科的基本理论解决⼯程实际问题。

图纸符合规范，清楚，整洁。

设计说明书中⽂字、数字和插图表达清晰正确。

设计中对⼯艺性、经济性作了考虑。

⼯作态度认真负责，按时、独⽴完成指定的设计任务。

三、设计风洞任务要求 1) 风洞实验段要求：开⼝ 2) 实验段进⼝截⾯形状：椭圆形 3) 实验段进⼝截⾯尺⼨：1.5m 4) 实验段进⼝截⾯最⼤风速：50m/s 5) 收缩段的收缩⽐：5四、风洞设计说明书根据实验段进⼝截⾯尺⼨判断：我们⼩组所设计风洞为⼩型风洞1、实验段设计实验段是整个风洞的中⼼，模型装在此处进⾏实验。

衡量风洞⽓动⼒设计及施⼯的质量主要从两⽅⾯来看：实验段⽓流的流场品质；风洞⼯作的效率。

实验段的⽓流品质是风洞各部分⼯作的集中体现。

实验段截⾯形状选择选择剖⾯形状的原则是在满⾜实验要求下最有效地利⽤全部⽓流切⾯积，因⽽可以减少风洞的驱动功率。

实验段截⾯形状有圆形、⽅形、⼋⾓形、椭圆形及长⽅形等。

在相似的稳定段情况和相同的收缩⽐下，椭圆形截⾯的⽓流最为均匀，即均匀区所占的⽐例最⼤，圆形次之，长⽅形再次之；从洞壁⼲扰的情况来看，对于相同的模型展长洞宽⽐，椭圆形的升⼒⼲扰最⼩，长⽅形次之，圆形再次之。

因此，我们所设计实验段椭圆形截⾯有流场均匀、⽓流品质好、洞壁⼲扰⼩的优点。

但，从施⼯和安装来讲，椭圆形不⽅便，这也是弊端所在。

实验段截⾯尺⼨选择椭圆截⾯按照长轴短轴⽐3:2设计，则长轴长1.5m ，短轴长1m 。

设长半轴为a ，短半轴为b ，则a=0.75m,b=0.5m 定义椭圆截⾯⽔⼒直径椭圆椭圆C S D ?=40，且)(4b 2,b a C ab S -+==ππ椭圆椭圆求得：m D 14.10=实验段开⼝式、闭⼝式的选择本实验任务要求采⽤开⼝式，优点在于：安装模型及进⾏实验⽅便；在相同的模型和风洞尺⼨关系下，开⼝实验段的边界层⼲扰要⼩得多。

某民用低速风洞控制系统研究

某民用低速风洞控制系统研究杨艳男;黄浩【摘要】本文依托国内某大型民用低速风洞建设案例,详细介绍了该低速风洞的设计指标、测控方案、控制方法以及最后的流场校测结果,对今后的低速风洞控制具有一定的参考意义.【期刊名称】《电气技术》【年(卷),期】2019(020)004【总页数】4页(P91-94)【关键词】低速风洞;控制系统【作者】杨艳男;黄浩【作者单位】中航工程集成设备有限公司,北京 102206;中航工程集成设备有限公司,北京 102206【正文语种】中文早期低速风洞主要涉及航空航天工程，但随着现代科学技术的发展，空气动力学特别是低速空气动力学已跨出航空航天领域，向国民经济的各个领域渗透[1]。

该低速风洞主要用于流量类产品出厂质量检测和未来新产品研发，同时该风洞还可以对其产品进行流量在线的实时对比校测，并出具计量检验部门认可的检验报告，以提高产品的市场竞争力，同时满足未来对新产品进行的研发能力。

1 风洞指标及测控设计1.1 风洞指标该低速风洞是一座回流闭口低速风洞，设计风速范围为 5～30m/s，试验段尺寸为7m×3.6m×2.9m（长×宽×高），两侧设置有观察窗，其主要设计指标见表1。

表1 主要设计指标序号项目设计指标1 速度不稳定性≤1%2 速度场不均匀性≤1%3 气流偏角试验段中心≤1°4 气流湍流度试验段中心≤1%5 压力分布≤1%6 轴向静压梯度≤0.5%风洞流场品质校测1.2 测控设计该风洞测控系统以西门子 S7-300 PLC为核心，PLC完成系统的数据采集、程序处理以及控制输出等功能。

控制室内采用工控机作为监控系统的控制核心，远程监控系统采用西门子WINCC 进行组态设计，可以完成系统监控、参数设定、报警显示、风速曲线检测、查看及打印报表等功能。

系统框图如图1所示。

图1 风速控制系统框图该控制系统网络分为3层，即测控室监控层、现场控制层和现场设备层。

基于LabVIEW的低速风洞风速量化PID控制系统设计

准度和精度。当前技术不断更新，的软件不断涌现，新例如Ｌｂａ— ＶＥ已经在众多领域得到广泛使用。ＬｂＩＷ是目ＩＷａＶＥ
．．数据采集卡 — 电 — １＿，：变频器控制接口Ｉ
等的研制以及环境的保护、育的发展等方面的重体
要试验手段… 。目前低速风洞主要控制测量软件大
多使用Ｖ、Ｃ进行系统开发，ＢＶＢＶＶ、Ｃ等软件在风洞上的应用改善了风洞的测控能力；高了试验数据提
维普资讯
基于ＬｂＩＷ的低速风洞风速量化ＰＤ控制系统设计ａＶＥＩ
李国文。等
基于ＬｂＩＷ的低速风洞风速量化ＰＤ控制系统设计ａＶＥＩ
ＤｅｉｎｏｈａＶｌＷａｅｉｄＳｅｄＱｕｎｉｔｎＰｎｒｌｙｔｍｓｇｆｔｅＬｂＥｂｓｄＷｎｐｅａｔａｉＩＣｏｔｏｓｅｚｏＤＳｆｒＬｗｐｅｉｄＴｎｅｏｏＳｅｄＷｎｕｎｌ
ｈｅｉｉｔｎｒｃｉｂｌｏａｔａｉＩｔｄｈｖｅｎｐｅｔｏｇｒｃｉｌｅｆａｉ．Ｔｙｔｍｕｅｏｎｒｃｉ１ＴｅｒｌｂｌｙａｄｐａｔａｉｔｆｕｎｉｔｎＰＤｍｅｏａｅｂｅｒｖｒｕｈｐａｔａｖｒｃｔｎｈｅｓｓｅｉｓｐｒｒａｄｐａｔａ．ａｉｃｉｙｑｚｏｈｏｄｈｃｉｉｏｓｉｃ
李国吏赵采建

低速风扇控制系统设计

低速风扇控制系统设计
低速风扇控制系统设计包括以下步骤：
1. 确定通电方式：选择直流电源或交流电源供电。

2. 风扇选择：根据需要确定适合的低速风扇。

3. 控制方式选择：根据需要选择手动或自动控制方式。

4. 手动控制设计：设计一个手动控制面板，包括控制开关、调速旋钮等，用户可以手动控制风扇的开关和转速。

5. 自动控制设计：设计一个自动控制装置，根据环境温度或其他指标来自动控制风扇的开关和转速。

可以使用温度传感器来检测环境温度，并通过控制电路调整风扇的转速。

6. 控制电路设计：根据控制方式选择合适的控制电路，可以使用电子元器件如电阻、电容、晶体管、继电器等来设计电路。

7. 保护设计：在控制电路中添加保护电路，如过流保护、过压保护、过热保护等，以保证系统的安全和稳定运行。

8. 性能测试和调整：完成系统设计后，进行实验测试，根据测试结果对系统进行调整和优化，确保系统的性能符合要求。

9. 安装和维护：将设计好的风扇控制系统安装到需要的设备中，并定期进行维护保养，确保系统的正常运行。

值得注意的是，在设计低速风扇控制系统时，需要根据实际需求选择合适的风扇和控制方式，同时考虑电气安全和性能稳定性。

简易风洞控制系统设计

简易风洞控制系统设计【摘要】本设计主要通过MSP430单片机控制直流风机完成简易风洞试验。

风洞由圆管，连接部与直流风机构成，由单片机产生PWM控制直流风机的转速，通过红外对管阵列采集光强信息检测小球在圆管中的位置，同时由12864液晶显示小球的高度位置及维持状态的时间，从而实现小球在简易风洞中的位置控制。

【关键词】风洞;MSP430;控制系统1.引言风洞，是指在一个管道内，用动力设备驱动一股速度可控的气流，用以对模型进行空气动力实验的一种设备。

最常见的是低速风洞。

但由于风洞造价过高，导致对气流研究成本偏高。

所以本次设计为一个简单的风洞，可以在导管中研究小球漂浮时气流对它的影响。

2.总体设计方案本系统主要由主控板模块、测距模块、显示模块、电机驱动模块、电源模块组成，系统方框图如图1所示。

图中MSP430控制器模块为系统的核心部件，按键和液晶显示器用来实现人机交互功能，其中通过键盘将需要设置的参数和状态输入到单片机中，并通过控制器显示到液晶屏上。

在运行过程中控制器产生PWM 脉冲送到风机驱动电路中，控制直流电机转速，同时控制器经过数字PID运算后改变PWM脉冲的占空比，实现电机转速达到实时、准确控制的目的。

图1 系统总体框图3.硬件设计3.1 微控制器电路设计MSP430是一个超低功耗的16位单片机，它处理速度快、运算能力强、功耗低、片内资源丰富、开发方便。

其最小系统如图2所示。

3.2 传感器电路设计传感器部分采用红外对管进行小球位置点信息的采集。

红外分为两个部分，一个部分为发射，另外一部分为接收，每当小球穿过红外的时候，电路会给主控芯片送入低电平，从而达到判断小球位置的目的。

电路图如图4所示。

图2 MSP430单片机最小系统电路原理图图3 红外测距模块电路原理图3.3 直流风机驱动电路设计电机驱动芯片L298N是SGS公司的产品，内部包含4通道逻辑驱动电路。

是一种二相和四相电机的专用驱动器，即内含二个H桥的高电压大电流双全桥式驱动器，接收标准TTL逻辑电平信号，可驱动46V、2A以下的电机。

可移动微型低速风洞的设计与试验_刘海洋

mail） chz6653@ sohu． com。
流导直，使其平行于风洞轴线，同时将气流中的大尺度漩涡分割成小漩涡，从而加快漩涡衰减，然后通过 3 层阻尼网使小漩涡得到进一步衰减，并使气流速度分布更趋均匀。收缩段对稳定段的气流进行加速，气流速度按面积比而增加，而脉动速度保持不变，紊流度
对稳定均匀的流场。实验表明：该风洞入口风速为 0 ～ 38 ． 6 m / s ，实验段风速 0 ～ 17 ． 6 m / s ，风速精度达 0 ． 2 m / s ；
实验段内部气流均匀性和稳定性较好，中心截面处边界层厚 2 ． 26 mm ，沿气流方向静压梯度小，流场稳定部分占
将其按不可压缩流体进行处理，因此本文采用维多辛
斯基提出的收缩段曲线进行设计加工，维氏曲线入口
收缩较大、出口收缩缓慢，有利于试验段入口气流速度均匀稳定［2 ，5 － 6 ，8 － 9 。，14］收缩段曲线如图 3 所示。
0 引言
管等设备的测量、检验及标定快速准确地提供标准风速，本文采用离心式鼓风机，增加大角度扩散段的方
风洞是一种采用动力装置产生和控制均匀气流的法设计了一台低紊流度和高收缩比的微型低速风洞。
管道状试验设备，根据运动的相对性和相似性原理以通过变频器精确控制气流速度，实现连续调节和定点

低速风洞设计说明书

流体力学实验技术课程设计学院：航空宇航学院学生姓名：**学号： *********二〇一六年十二月低速风洞设计课程设计报告1、实验段设计该风洞设计最大风速为100米每秒，预设功能为做全机模型低速气动特性测量试验，一般的迎角在负20度到正30度之间，采用回流式。

○1实验段截面形状选择实验段截面形状有圆形、方形、八角形、椭圆形及矩形等。

选择剖面形状的原则是在满足实验要求下最有效地利用全部气流切面积，因而可以减少风洞的驱动功率。

综合考虑气流均匀度和洞壁干扰等因素，选取矩形截面。

○2实验段截面尺寸选择为使雷诺数达到2.5*10^6,根据风速100米每秒，再取平均展弦比为6，并且要求模型展长不超过风洞宽度的0.7倍，估算得实验段宽度约为3.7米，取实际宽度为4米；由于迎角不太大，对于实验段高度要求不大，取为3米。

○3实验段开口式、闭口式的选择为保证实验段气流均匀度以及减少可能的能量损失，采用闭口式实验段。

○4实验段长度确定模型应置于实验段的均匀流场中。

模型头部至实验段入口应保持一定距离，以l1表示，假设实验段相当直径为D0，则L1大致为0.25~0.50 D0；模型的长度以l2表示，大约为0.75~1.25 D0，各种类型飞机的模型是不相同的；模型尾部至扩压段进口也应保持一定距离，以l3表示，一方面保证模型的尾流不过多影响扩压段效率，另一方面也不使扩压段的流动影响模型尾部，这个距离大约为0.75~1.25 D0。

因此，实验段长度应保持在1.75~3.0 D0的范围内。

经计算，D0约等于3.9米，取实验段长度为8米。

2、收缩段设计○1收缩段作用加速气流，使其达到实验所需要的速度。

收缩段应满足以下要求：（1）气流沿收缩段流动时，洞壁上不出现分离；（2）收缩段出口的气流要求均匀、平直而且稳定；（3）收缩段不宜过长。

L○2收缩段长度2收缩比取为10，收缩段出口尺寸根据试验段尺寸取R2为2米，根据收缩比计算得进口L为8米。

低速风洞课程设计

低速风洞课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解低速风洞的基本原理，掌握流体力学的基础知识；2. 学生能描述低速风洞的构造、功能及在航空航天领域的应用；3. 学生能运用流体力学原理分析低速风洞实验数据，解释实验现象。

技能目标：1. 学生能独立操作低速风洞设备，进行简单的空气动力学实验；2. 学生能运用数据处理软件对实验数据进行处理和分析，绘制图表，得出结论；3. 学生能通过小组合作，设计并实施低速风洞实验，解决实际问题。

情感态度价值观目标：1. 学生对流体力学产生兴趣，树立探索科学、服务国家的志向；2. 学生在实验过程中，培养严谨、细心的实验态度，增强团队协作意识；3. 学生通过课程学习，认识到科学技术对国家发展的重要性，提高国家荣誉感。

课程性质：本课程为实验课程，结合理论教学，注重培养学生的实践能力和创新精神。

学生特点：学生处于高中阶段，具有一定的物理基础和动手能力，对新鲜事物充满好奇心。

教学要求：教师需引导学生掌握低速风洞相关理论知识，注重实验操作技能的培养，提高学生的科学素养。

在教学过程中，关注学生的个体差异，激发学生的学习兴趣，培养其团队合作精神。

通过课程学习，使学生在知识、技能和情感态度价值观方面取得具体的学习成果。

二、教学内容1. 理论教学：- 流体力学基本原理：流体性质、流体静力学、流体动力学；- 低速风洞原理：风洞构造、工作原理、应用领域；- 实验数据处理：数据采集、处理方法、图表绘制。

2. 实践教学：- 低速风洞设备操作：设备结构、操作流程、注意事项；- 实验设计与实施：设计实验方案、选择实验器材、进行实验操作；- 实验数据分析：运用流体力学原理分析实验数据、解释实验现象。

3. 教学大纲：- 第一周：流体力学基本原理学习；- 第二周：低速风洞原理学习；- 第三周：实验数据处理方法学习；- 第四周：低速风洞设备操作与实验设计；- 第五周：实验操作与数据分析；- 第六周：课程总结与成果展示。

矿产

矿产资源开发利用方案编写内容要求及审查大纲
矿产资源开发利用方案编写内容要求及《矿产资源开发利用方案》审查大纲一、概述
㈠矿区位置、隶属关系和企业性质。

如为改扩建矿山, 应说明矿山现状、
特点及存在的主要问题。

㈡编制依据
(1简述项目前期工作进展情况及与有关方面对项目的意向性协议情况。

(2 列出开发利用方案编制所依据的主要基础性资料的名称。

如经储量管理部门认定的矿区地质勘探报告、选矿试验报告、加工利用试验报告、工程地质初评资料、矿区水文资料和供水资料等。

对改、扩建矿山应有生产实际资料, 如矿山总平面现状图、矿床开拓系统图、采场现状图和主要采选设备清单等。

二、矿产品需求现状和预测
㈠该矿产在国内需求情况和市场供应情况
1、矿产品现状及加工利用趋向。

2、国内近、远期的需求量及主要销向预测。

㈡产品价格分析
1、国内矿产品价格现状。

2、矿产品价格稳定性及变化趋势。

三、矿产资源概况
㈠矿区总体概况
1、矿区总体规划情况。

2、矿区矿产资源概况。

3、该设计与矿区总体开发的关系。

㈡该设计项目的资源概况
1、矿床地质及构造特征。

2、矿床开采技术条件及水文地质条件。