座舱压力控制系统的动态特性分析及调节器主要参数计算

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1、第六章座舱压力控制系统的动态特性分析及调节器主要参数计算§6-1座舱的动态模型的建立几点假设:座舱温度不变座舱容积不变座舱内空气作为理想气体来处理各流量系数认为不变座舱泄露面积认为不变方程的线性化1-1式1-1式——座舱压力的相对变化量；——供气压力的相对变化量；——周围大气压力的相对变化量；——供气活门流通面积或开启量的相对变化量；——排气活门流通面积或开启量的相对变化量；——供气量的相对变化量；——排气量的相对变化量；——泄露量的相对变化量；——排气温度的相对变化量。理想条件下亚临界流动（pc/pK或ph/pc＞0.528）超临界流动（pc/pK或ph/pc＜0.528)§

2、6-2绝对压力调节器系统的微分方程2.1绝对压力调节器的微分方程2.2绝对压力控制活门运动微分方程式为绝对压力控制活门。图中绝对压力弹簧、波纹管、控制活门弹簧的刚度分别为K1、K1c、K12。若控制活门开启量为时，这时对应各弹性元件受的力为预定压缩力，分别为：活门运动时作用在其上的力应满足牛顿第二定律：忽略控制门运活动部分质量和阻尼力的影响，则：2.3减震器控制活门运动微分方程式其运动微分方程式为：为了简化计算，若忽略和阻尼力的影响，其增量形式可写成：减震器S腔的气体状态方程式为:进一步推导，并注意到:若忽略上式右边二阶微项（第二项）:若忽略上式右边二阶微项（第二项）:减震器可

3、以用一个理想微分元件方程来表示：2.4排气活门活门运动微分方程式当排气活门具有相当高的阻尼系数、足够的活门自振频率，相当于活门弹簧刚度较小时，可以忽略其惯性力和弹簧力的作用，而用积分元件的一次近似值表示：控制容积随排气活门开启量的变化方程：2.5绝对压力调节器微分方程归纳如下：2.6绝对压力调节器方块示意图§6-3MATLAB建模及仿真3.1座舱压力调节系统的MATLAB层次模型3.2飞机工作状态高度扰动为5%3.3其他参数如下上机模拟结果表明：仿真结果表明，在巡航时，即使有高度的波动和供气量的变化，本系统也可较快的将座舱压力调节到稳定状态。且如果有高度扰动达到平衡之后也会有细

4、微的波动，而没有高度扰动的系统在达到平衡之后很平稳。仿真结果表明，在巡航段，供气量的变化为-30%时，在5秒时座舱压力达到压力最低值，系统在40秒左右达到稳定状态，显示系统具有良好的动态稳定特性。比较仿真结果，发现在巡航段时，高度扰动在5%的情况下和无高度扰动情况下它们的仿真结果基本一致，就说明在巡航时高度扰动对这个系统稳定性的影响很小。§6-4排气活门最大流通面积的计算4.1排气活门流通面积按动态特性要求计算对于能控制座舱压力降低速度的飞行（如旅客机）:其他机型:4.2排气活门面积按反向真空活门计算假设，飞机在增压系统不供气的情况下(GK=0)，以Vy速度俯冲:4.3排气活门

5、面积按应急卸压活门计算对具有小容积座舱的轻型飞机=2～3秒，而对具有大容积座舱的重型飞机=6～12秒总之，当排气活门同时具有反向真空活门及卸压活门时，应按其中最大值来确定活门的尺寸。