壓縮空氣制冷試驗(yàn)是在一定進(jìn)口壓力下，利用增壓透平膨脹機(jī)，獲得低溫、各種流量氣流的試驗(yàn)系統(tǒng)，主要用于模擬高空航空發(fā)動(dòng)機(jī)的低溫環(huán)境。試驗(yàn)系統(tǒng)主要由產(chǎn)生恒壓低露點(diǎn)氣源段、壓縮空氣制冷試驗(yàn)段和發(fā)動(dòng)機(jī)真空試驗(yàn)段三部分組成。氣源試驗(yàn)段主要完成制冷試驗(yàn)所需的氣源。壓縮空氣制冷試驗(yàn)段主要完成試驗(yàn)所需的狀態(tài)，其中試驗(yàn)氣體流量在1 15kg/sT，制冷出口氣體溫度達(dá)到一74°C，出口壓力穩(wěn)定在（絕壓）。

　　增壓機(jī)的喘振特性將影響到整個(gè)增壓系統(tǒng)和制冷效率。嚴(yán)重時(shí)將導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)的癱瘓，甚至發(fā)生爆炸等危險(xiǎn)情況，預(yù)防喘振現(xiàn)象的發(fā)生對(duì)系統(tǒng)穩(wěn)定安全運(yùn)行具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。

　　1測(cè)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)整個(gè)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)多渦輪制冷自動(dòng)控制，包括自動(dòng)開車、自動(dòng)停車、防喘振控制和緊急情況的自動(dòng)處理，在誤差允許的范圍內(nèi)將系統(tǒng)穩(wěn)定的控制在某個(gè)狀態(tài)，是該自動(dòng)控制整個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的重點(diǎn)和難點(diǎn)。

　　本測(cè)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如所示?？刂葡到y(tǒng)總體可分為：現(xiàn)場級(jí)，下位控制級(jí)和上位管理控制級(jí)。

　　現(xiàn)場級(jí)由傳感器、變送器和執(zhí)行機(jī)構(gòu)組成。將溫度傳感），男，陜西人，工學(xué)碩士，主要從事環(huán)境模擬試驗(yàn)和計(jì)算機(jī)控制技術(shù)方向的研究。

　　控制技術(shù)計(jì)算機(jī)測(cè)量與控制。2014.22（4）一種壓縮空氣制冷測(cè)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)及防喘振研究李鋒，楊軍鋒（中國華陰兵器試驗(yàn)中心，陜西華陰714200）全面自動(dòng)控制：自動(dòng)開車、自動(dòng)停車和緊急情況的自動(dòng)處理；另外，針對(duì)增壓透平膨脹機(jī)制冷技術(shù)可能會(huì)發(fā)生的喘振現(xiàn)象，設(shè)計(jì)了多重防喘振方法，實(shí)現(xiàn)了試驗(yàn)系統(tǒng)多渦輪制冷的自動(dòng)控制和防喘振控制，并在實(shí)際試驗(yàn)中得到了很好的應(yīng)用，對(duì)類似的問題有一定借鑒意義。

　　關(guān)鍵訶：環(huán)境模擬；分布式測(cè)控系統(tǒng)；自動(dòng)控制；喘振一s褒李——I轉(zhuǎn)速ar小儀基二-M位控制-.~~卜位控%場忪計(jì)算機(jī)測(cè)量與控制自動(dòng)控制。

　　2自動(dòng)控制設(shè)計(jì)1自動(dòng)控制過程描述產(chǎn)生低溫氣體的核心設(shè)音是增壓透平膨脹機(jī)。系統(tǒng)共有3臺(tái)機(jī)組，每臺(tái)機(jī)組可產(chǎn)生量要求，選擇單臺(tái)或多臺(tái)運(yùn)行。影響壓縮制冷的環(huán)境參數(shù)有試驗(yàn)氣體流量、試驗(yàn)出口溫度、渦輪壓比、渦輪轉(zhuǎn)速等。

　　首先，壓縮制冷試驗(yàn)前，根據(jù)本次試驗(yàn)要求，初始化智能儀表參數(shù)及執(zhí)行機(jī)構(gòu)的狀態(tài)。然后，控制氣源壓力調(diào)節(jié)閥，使氣源露點(diǎn)和入口壓力穩(wěn)定控制在渦輪正常工作所需的控制值。

　　*后，啟動(dòng)緊急切斷閥，氣體進(jìn)入增壓機(jī)及膨脹機(jī)。逐漸打開嘖嘴，嘖嘴開大后，逐漸關(guān)小增壓機(jī)回流閥（設(shè)置回流閥的作用見本文33），使轉(zhuǎn)速升至工作狀態(tài)時(shí)的轉(zhuǎn)速。啟動(dòng)期間實(shí)時(shí)檢查軸承溫度、進(jìn)油壓力、密封氣壓力及整機(jī)運(yùn)行情況是否正常，并預(yù)警自動(dòng)處理。當(dāng)進(jìn)行發(fā)動(dòng)機(jī)真空試驗(yàn)時(shí)，反壓會(huì)下降，調(diào)節(jié)渦輪出口調(diào)節(jié)閥，控制反壓穩(wěn)定在40KPa（試驗(yàn)所需的真空度），保證試驗(yàn)安全穩(wěn)定進(jìn)行。

　　當(dāng)試驗(yàn)結(jié)束，根據(jù)試驗(yàn)機(jī)組運(yùn)行狀態(tài)，有步驟地自動(dòng)停車。首先全開運(yùn)行機(jī)組的增壓機(jī)回流閥。然后逐漸關(guān)閉嘖嘴，同時(shí)檢測(cè)進(jìn)氣壓力，減少供氣站供氣量，以免對(duì)設(shè)音造成損壞。*后關(guān)閉密封氣及其氣源，關(guān)閉緊急切斷閥。

　　22自動(dòng)控制設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)6.0作為開發(fā)工具，根據(jù)試驗(yàn)系統(tǒng)控制過程的描述，設(shè)計(jì)模擬人手動(dòng)操作過程，實(shí)現(xiàn)智能控制。在設(shè)計(jì)中遵循以下規(guī)則：（1）計(jì)算機(jī)軟件控制與智能儀表控制相結(jié)合，以計(jì)算機(jī)控制為主。計(jì)算機(jī)軟件實(shí)時(shí)監(jiān)控現(xiàn)場運(yùn)行狀態(tài)，通過向智能儀表發(fā)送控制參數(shù)來控制現(xiàn)場各種執(zhí)行機(jī)構(gòu)。

　　3防晡搌方法設(shè)計(jì)3.1喘振與喘振特性曲線增壓機(jī)在一定進(jìn)口壓力和轉(zhuǎn)速下，當(dāng)增壓機(jī)進(jìn)口流量小于一定數(shù)值時(shí)，會(huì)引起壓縮機(jī)軸溫、軸振動(dòng)及軸位移等參數(shù)劇烈變動(dòng)，機(jī)器會(huì)發(fā)生喘振，此時(shí)壓力會(huì)大幅波動(dòng)，并發(fā)出強(qiáng)烈的合理的防喘振方案能有效保護(hù)機(jī)組遠(yuǎn)離喘振，為機(jī)組的安全平穩(wěn)運(yùn)行提供保障。

　　增壓機(jī)的特性曲線是指：出口絕壓朽與入口絕壓朽之比（或稱壓縮比）和增壓機(jī)入口體積流量的關(guān)系曲線，如所示。

　　連接增壓機(jī)不同轉(zhuǎn)速下的特性曲線的*高點(diǎn)，所得的曲線為喘振極限線，其左側(cè)部分稱為喘振區(qū)，如的陰影部分。

　　喘振情況與管網(wǎng)特性有關(guān)。管網(wǎng)容量越大，喘振的振幅越大，而頻率越低；管網(wǎng)容量越小，則相反。

　　3.2喘振極限方程的經(jīng)驗(yàn)公式對(duì)于喘振極限線，可以通過理論推導(dǎo)獲得數(shù)學(xué)表達(dá)式。這條喘振極限線可用一個(gè)拋物線方程近似，其經(jīng)驗(yàn)公式為其中：Q為增壓機(jī)入口的體積流量，T為增壓機(jī)入口的絕對(duì)溫度，朽，朽分別為增壓機(jī)入口、出口壓力，K，a均為常量，由增壓機(jī)制造廠家提供。

　　3.3固定極限流量法防喘振目前普遍采用的喘振控制方法主要有固定極限流量法、可變極限流量法和通用性能曲線控制法。結(jié)合實(shí)際工況以及相關(guān)，我們采取了固定極限流量法進(jìn)行喘振控制。始終將增壓機(jī)流量保持大于某一定值流量，從而避免進(jìn)入喘振區(qū)運(yùn)行，這種方法叫做固定極限流量防喘振控制。中Qb即為固定極限流量值。由公及本試驗(yàn)的相關(guān)參數(shù)可計(jì)算出QB=3.1.增壓機(jī)無論運(yùn)行在多大轉(zhuǎn)速下，只要滿足Q>Qb的條件，增壓機(jī)就不會(huì)發(fā)生喘振。

　　本系統(tǒng)在增壓機(jī)設(shè)置回流閥，如所示。當(dāng)壓氣機(jī)入口流量小于Qb時(shí)將該閥打開，增壓機(jī)出口氣體經(jīng)旁路返回至增壓機(jī)入口，入口流量又增大到大于Qb.防止了喘振的發(fā)生。

　　增壓機(jī)回流閥3.4多重防喘振方法設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)喘振是系統(tǒng)工作中必須極力避免出現(xiàn)的情況。因此，在增壓機(jī)上必須有防止壓氣機(jī)喘振的措施。為了系統(tǒng)安全，將設(shè)計(jì)多重防喘振措施。分別為軟件自動(dòng)保護(hù)、硬件自動(dòng)保護(hù)和手動(dòng)切斷緊急切斷閥。（下轉(zhuǎn)第1126頁）計(jì)算機(jī)測(cè)量與控制應(yīng)PID控制器參數(shù)的初始值，量化因子=125，艮= 40，比例因子K=1/320仿真響應(yīng)曲線如曲線1所示。

　　加入智能采樣環(huán)節(jié)后，仿真曲線如曲線2所示。由以上仿真結(jié)果可以看出，智能采樣環(huán)節(jié)的加入很好地提高了控制品質(zhì)，減小滯后環(huán)節(jié)帶來的不利影響，更適合地溫中央空調(diào)風(fēng)循環(huán)系統(tǒng)的實(shí)際應(yīng)用。

　　5結(jié)束語針對(duì)地溫中央空調(diào)樓宇內(nèi)風(fēng)循環(huán)系統(tǒng)的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)了基于嵌入式統(tǒng)，包含軟硬件設(shè)計(jì)以及針對(duì)被控對(duì)象的數(shù)學(xué)模型的算法仿真，結(jié)果顯示該智能控制方案大時(shí)滯系統(tǒng)控效果較好，較常規(guī)的Pro控制動(dòng)態(tài)性能改善明顯。通過仿真試驗(yàn)，各項(xiàng)數(shù)據(jù)的偏差在規(guī)定的范圍內(nèi)，很好地滿足系統(tǒng)的精度要求，實(shí)現(xiàn)地溫中央空調(diào)風(fēng)循環(huán)系統(tǒng)的智能控制，有廣闊的應(yīng)用前景。