李冬梅,吴相甫,吴敬涛,许天龙

(中国飞机强度研究所，陕西 西安 710065)

大型气候实验室是一个能够精准复现高寒、高温、湿热、辐照、降雨/雪等自然界多种极端气候的环境模拟设施，利用它可对飞机等武器装备气候环境适应性进行验证考核。其中，温度环境是最重要的控制指标之一。常见的温度环境模拟控制有积分分离PID方法和模糊控制方法。这两种方法控制效果都较好，但是存在多种干扰时，积分分离PID方法产生的温度波动较大且调节时间较长，而模糊控制方法的控制精度往往不能达到要求[1-2]。

大型气候实验室温度指标依据GJB 1172—91《军用设备气候极值》和GJB 150《军用装备实验室环境试验方法》的要求进行设计，低温≤-54 ℃、高温≥+71 ℃，逐点可达，控制精度为±3 ℃。这个指标对于温度环境箱等一般的环境模拟设备属常规设计，但是大型气候实验室在实现上却存在很大问题，主要表现在3个方面[3]：① 温度环境模拟所需系统多，设备组成复杂，控制算法各不相同；② 实验室空间超大，达到10万立方米，具有大时滞、非线性的特点；③ 试验件、维护结构、照明、地坪热容均会给温度控制过程带来热负荷干扰，进行降雪、冻雨、太阳辐照等环境模拟时，实验过程产生的相变会产生较大热量，给稳定温度场带来冲击，并出现大扰动。鉴于此，有必要在分析实验室温度系统工艺流程的基础上，建立适用于实验室气候试验的温度控制方法，寻求响应迅速、抗干扰强的温度控制算法，消除温度突变对温控过程的影响，从而保证温度调节过程的升降温速率和稳态时的波动度，实现实验室温度范围内各工况的精确控制，达到试验考核的要求。……