座艙壓力控制系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性分析及調(diào)節(jié)器主要參數(shù)計(jì)算課件

第六章座艙壓力控制系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性分析及調(diào)節(jié)器主要參數(shù)計(jì)算§6-1座艙的動(dòng)態(tài)模型的建立

幾點(diǎn)假設(shè):

座艙溫度不變座艙容積不變座艙內(nèi)空氣作為理想氣體來(lái)處理各流量系數(shù)認(rèn)為不變座艙泄露面積認(rèn)為不變

方程的線性化

1-1式——座艙壓力的相對(duì)變化量；

——供氣壓力的相對(duì)變化量；

——周圍大氣壓力的相對(duì)變化量；

——供氣活門流通面積或開(kāi)啟量的相對(duì)變化量；

——排氣活門流通面積或開(kāi)啟量的相對(duì)變化量；

——供氣量的相對(duì)變化量；

——排氣量的相對(duì)變化量；

——泄露量的相對(duì)變化量；

——排氣溫度的相對(duì)變化量。

§6-2絕對(duì)壓力調(diào)節(jié)器系統(tǒng)的微分方程

2.1絕對(duì)壓力調(diào)節(jié)器的微分方程2.2絕對(duì)壓力控制活門運(yùn)動(dòng)微分方程式

為絕對(duì)壓力控制活門。圖中絕對(duì)壓力彈簧、波紋管、控制活門彈簧的剛度分別為K1、K1c、K12。若控制活門開(kāi)啟量為時(shí)，這時(shí)對(duì)應(yīng)各彈性元件受的力為預(yù)定壓縮力，分別為：

忽略控制門運(yùn)活動(dòng)部分質(zhì)量和阻尼力的影響，則：2.3減震器控制活門運(yùn)動(dòng)微分方程式

其運(yùn)動(dòng)微分方程式為：

進(jìn)一步推導(dǎo)，并注意到:

減震器可以用一個(gè)理想微分元件方程來(lái)表示：2.4排氣活門活門運(yùn)動(dòng)微分方程式當(dāng)排氣活門具有相當(dāng)高的阻尼系數(shù)、足夠的活門自振頻率，相當(dāng)于活門彈簧剛度較小時(shí)，可以忽略其慣性力和彈簧力的作用，而用積分元件的一次近似值表示：控制容積隨排氣活門開(kāi)啟量的變化方程：

2.5絕對(duì)壓力調(diào)節(jié)器微分方程歸納如下：

2.6絕對(duì)壓力調(diào)節(jié)器方塊示意圖

§6-3MATLAB建模及仿真

3.1座艙壓力調(diào)節(jié)系統(tǒng)的MATLAB層次模型

3.2飛機(jī)工作狀態(tài)

高度擾動(dòng)為5%

3.3其他參數(shù)如下

上機(jī)模擬結(jié)果表明：仿真結(jié)果表明，在巡航時(shí)，即使有高度的波動(dòng)和供氣量的變化，本系統(tǒng)也可較快的將座艙壓力調(diào)節(jié)到穩(wěn)定狀態(tài)。且如果有高度擾動(dòng)達(dá)到平衡之后也會(huì)有細(xì)微的波動(dòng)，而沒(méi)有高度擾動(dòng)的系統(tǒng)在達(dá)到平衡之后很平穩(wěn)。仿真結(jié)果表明，在巡航段，供氣量的變化為-30%時(shí)，在5秒時(shí)座艙壓力達(dá)到壓力最低值，系統(tǒng)在40秒左右達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)，顯示系統(tǒng)具有良好的動(dòng)態(tài)穩(wěn)定特性。比較仿真結(jié)果，發(fā)現(xiàn)在巡航段時(shí)，高度擾動(dòng)在5%的情況下和無(wú)高度擾動(dòng)情況下它們的仿真結(jié)果基本一致，就說(shuō)明在巡航時(shí)高度擾動(dòng)對(duì)這個(gè)系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響很小?！?-4排氣活門最大流通面積的計(jì)算4.1排氣活門流通面積按動(dòng)態(tài)特性要求計(jì)算對(duì)于能控制座艙壓力降低速度的飛行（如旅客機(jī)）:

其他機(jī)型:4.2排氣活門面積按反向真空活門計(jì)算

假設(shè)，飛機(jī)在增壓系統(tǒng)不供氣的情況下(GK=0)，以Vy速度俯沖:

4.3排氣活門面積按應(yīng)急卸壓活門計(jì)算

對(duì)具有小容積座艙的輕型飛機(jī)=2～3秒，而對(duì)