褚卫华，汤更生，王 帆

（中国空气动力研究与发展中心，四川 绵阳 621000）

2m×2m超声速风洞流场控制策略研究与实现

褚卫华，汤更生，王 帆

（中国空气动力研究与发展中心，四川 绵阳 621000）

2m×2m超声速风洞是一座大型引射下吹式风洞，总压控制具有非线性、时变、大滞后特性，引射器和主调压阀同时运行时存在一定的耦合特性。为了满足风洞试验对总压控制精度和收敛速度的要求，对不同马赫数试验条件下，风洞流场启动和串级智能稳定控制策略进行了深入研究，并在调试过程中对控制方法进行了验证，控制结果达到风洞指标要求。

串级控制；风洞；流场；总压；控制策略

0 引 言

2m×2m下吹引射式超声速风洞由气源、进气管路、稳定段、收缩段、喷管段、试验段、补偿段、超声速扩散段、扩散段、引射器、亚声速扩散段、消声段和驱动装置构成，气动布局如图1。风洞运行方式是：吹风前通过预置挠性喷管各执行机构位置形成与理论气动型面相吻合的挠性板弯曲形状，在试验过程中通过主调压阀控制稳定段总压。在某些试验工况下需要启动引射器，通过引射调压阀控制引射器集气室总压来降低背压，从而减小启动压力或降压运行，实现风洞高马赫数和降速压运行。

图1 下吹式超声速风洞气动布局图Fig.1 The aerodynamic configuration of the down－blowing supersonic wind tunnel

2m×2m超声速风洞控制存在以下特点：

（1）风洞稳定段容积较大，主调压阀与总压控制反馈检测点之间距离较远，总压控制存在较大的滞后性；

（2）在高马赫数试验工况下，挠性喷管型面喉道很窄，风洞启动压力与工作压力差值较大，很大的稳定段容积导致产生风洞快速启动和流场快速稳定矛盾；……