本发明涉及自动控制技术领域，具体而言，涉及一种tps自动控制系统及方法。
背景技术：
tps试验全称涡扇动力模拟试验，是一种评估涡扇发动机对飞机气动特性影响的低速风洞试验技术。tps试验的核心设备是tps单元，是一种使用高压空气驱动的发动机模拟器，其风扇转速精度与高压供气的流量控制精度直接相关，而转速精度又与tps试验精度息息相关，此外，在tps试验中，通常同时使用多台tps单元，而高压供气系统只能同时两路供气，因此，必须对高压供气进行二次分配。为实现tps试验中高压供气流量的精确控制和分配，必须使用高精度的流量控制装置。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种tps自动控制系统及方法，具有集成度高；响应速度快，控制精度高；体积小，重量轻，安装方便；推力大，承载范围广；可实现四轴同步控制；系统安全性高等优点。
为了实现上述目的，本发明实施例采用的技术方案如下：
一种tps自动控制系统，所述系统包括上位机、流量控制系统、流量测量系统和用于连接两者的连接钢管，流量控制系统与测量系统一体化设置。
进一步的，所述流量控制系统包括针阀和电作动筒；针阀包括驻室、针阀孔板、针阀喷管、针阀顶针，针阀顶针的前端穿过针阀孔板伸入到针阀喷管内，针阀孔板置于驻室上；电作动筒由无刷直流伺服电机、减速器、驱动器、控制器、绝对光栅、滚珠丝杠、滑轨、同步带系统组成，滚珠丝杠通过连杆与针阀顶针连接；针阀顶针在电作动筒的作用下做水平运动；
进一步的，所述流量测量系统由文丘里喷管、测量耙、流量计内套和流量计外套组成；总压总温测量耙设置在连接钢管上；
流量控制系统中的高压气流依次经过进气管道、驻室、针阀孔板、针阀喷管、连接钢管、文丘里喷管后由排气管排出；气流经过的路径为高压密封空间；
上位机同步控制若干路流量控制系统和流量测量系统，每一路流量控制系统和流量测量系统独立运行。
进一步的，所述针阀顶针为圆锥形结构，从针尖到针底表面面积逐步增加。
进一步的，所述针阀喷管的内表面为光滑凸出的曲面，曲面的凸出部分均匀分布在针阀喷管内形成一个闭环圆圈。
进一步的，所述针阀顶针的轴心线与针阀喷管的轴心线重合，针阀顶针沿着轴心线在针阀喷管曲面凸出部分之间水平移动。
一种tps自动控制方法，所述方法包括：
首先，上位机通过控制器将设定的初始值指令发送给驱动器，由驱动器控制电机运动，连接于电机上的编码器将电机实际位置反馈给驱动器，构成第一个位置控制闭环；
采用绝对光栅测量针阀顶针的实际位移，由驱动器读取光栅的位移反馈值，根据给定位移值和实际位移值之差，对位移误差进行修正，构成第二个位置控制闭环；
高压气流从进气管道进入针阀喷管，由电作动筒控制针阀顶针在针阀喷管中移动，移动的针阀顶针使得针阀喷管凸出的曲面与针阀顶针之间的距离改变，从而改变气流流通的面积；
流量测量系统同步测试由针阀喷管流过的气流，并反馈给上位机，通过对比预设数值再次对控制器进行修正，控制针阀顶针的移动最终达到目标值。
本发明的有益效果是：通过将流量控制和测量系统一体化设计，系统集成度高；响应速度快，控制精度高；体积小，重量轻，安装方便；推力大，承载范围广；可实现四轴同步控制；系统安全性高。
为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1示出了本发明实施例提供的tps自动控制系统的结构图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
实施例1
请参阅图1，图1示出一种tps自动控制系统，所述系统包括上位机、流量控制系统、流量测量系统和用于连接两者的连接钢管，流量控制系统与测量系统一体化设置。
进一步的，所述流量控制系统包括针阀和电作动筒；针阀包括驻室、针阀孔板、针阀喷管、针阀顶针，针阀顶针的前端穿过针阀孔板伸入到针阀喷管内，针阀孔板置于驻室上；电作动筒由无刷直流伺服电机、减速器、驱动器、控制器、绝对光栅、滚珠丝杠、滑轨、同步带系统组成，滚珠丝杠通过连杆与针阀顶针连接；针阀顶针在电作动筒的作用下做水平运动；
进一步的，所述流量测量系统由文丘里喷管、测量耙、流量计内套和流量计外套组成；总压总温测量耙设置在连接钢管上；
流量控制系统中的高压气流依次经过进气管道、驻室、针阀孔板、针阀喷管、连接钢管、文丘里喷管后由排气管排出；气流经过的路径为高压密封空间；
上位机同步控制若干路流量控制系统和流量测量系统，每一路流量控制系统和流量测量系统独立运行。
进一步的，所述针阀顶针为圆锥形结构，从针尖到针底表面面积逐步增加。
进一步的，所述针阀喷管的内表面为光滑凸出的曲面，曲面的凸出部分均匀分布在针阀喷管内形成一个闭环圆圈。
进一步的，所述针阀顶针的轴心线与针阀喷管的轴心线重合，针阀顶针沿着轴心线在针阀喷管曲面凸出部分之间水平移动。
实施例2
一种tps自动控制方法，所述方法包括：
首先，上位机通过控制器将设定的初始值指令发送给驱动器，由驱动器控制电机运动，连接于电机上的编码器将电机实际位置反馈给驱动器，构成第一个位置控制闭环；
采用绝对光栅测量针阀顶针的实际位移，由驱动器读取光栅的位移反馈值，根据给定位移值和实际位移值之差，对位移误差进行修正，构成第二个位置控制闭环；
高压气流从进气管道进入针阀喷管，由电作动筒控制针阀顶针在针阀喷管中移动，移动的针阀顶针使得针阀喷管凸出的曲面与针阀顶针之间的距离改变，从而改变气流流通的面积；
流量测量系统同步测试由针阀喷管流过的气流，并反馈给上位机，通过对比预设数值再次对控制器进行修正，控制针阀顶针的移动最终达到目标值。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，也可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，附图中的流程图和框图显示了根据本发明的多个实施例的装置、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个单元、程序段或代码的一部分，所述单元、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现方式中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。
另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一起形成一个独立的部分，也可以是各个单元单独存在，也可以两个或两个以上单元集成形成一个独立的部分。
所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、移动硬盘、只读存储器(rom，read-onl8memor8)、随机存取存储器(ram，randomaccessmemor8)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。