电弧风洞模型电磁兼容设计：控制系统抗干扰策略

本文档深入探讨了兆瓦级电弧风洞模型送进控制系统的电磁兼容设计，由郑州大学信息与控制研究所的王晓侃和冯冬青共同完成。电弧风洞模型在大功率电弧加热器中扮演关键角色，随着弧室压力的提升，放电的不稳定性增强，产生的高频电磁辐射也随之增加，这对电气控制部分构成严重干扰，可能影响整个系统的正常运行。 首先，风洞的基本概念被简要介绍，它是通过人工产生和控制气流，模拟飞行器周围气体流动的试验设备，电机、风扇系统和变频调速技术是其动力核心，能够转化为气流的压力能，形成稳定的试验环境。 电弧风洞模型的主要目标是进行端头烧蚀外形试验和材料性能测试。模型送进控制系统是一个具备三个自由度的装置，包括电动机驱动的两个维度和手动调节的一个维度。系统由机械传动定位系统、电器驱动控制、运动控制软件、热防护、模型支撑等组成，并利用PLC实现整体控制功能。 针对电磁兼容性问题，作者设计了多方面的抗干扰措施。这包括采用屏蔽技术减少外部电磁辐射的影响，确保信号传输的纯净；实施有效的接地策略，降低静电和雷电引发的干扰；采用滤波器来过滤高频噪声；以及在软件层面通过算法优化和错误检测机制增强抗干扰能力。此外，文中还提到了压力传感器和位移传感器的使用，这些设备在监控系统状态的同时也起到防止干扰的重要作用。 在整个试验阶段，伺服阀、D/A模块、校正调节器和A/D模块协同工作，确保控制信号的准确传输。通过这些精心设计的电磁兼容措施，模型送进控制系统的性能得以显著提升，使得电弧风洞在高压环境下也能稳定、高效地进行各项测试。 这篇论文详细介绍了兆瓦级电弧风洞模型送进控制系统的电磁兼容设计策略，强调了在电弧加热器高压力环境中保证系统稳定性的必要性，并展示了如何通过硬件和软件的协同配合，有效对抗电磁干扰，确保风洞模型实验的精确性和可靠性。