风洞试验是飞行器研制工作中必不可少的一环,在航空和航天工程的研究和发展中一直扮演着重要的角色。作为风洞的神经中枢,风洞控制系统负责风洞的各子系统进行调度、运行管理、协调控制以及精确流场参数控制,是风洞的核心组成部分,在很大程度上决定着整个风洞系统的成败。随着当今先进飞行器研制的日趋精细化、一体化,风洞试验也向模拟真实化、测量精细化、试验参数化和试验手段综合一体化方向发展,这也对风洞控制系统提出了更高的要求。本论文针对所需要进行改进的风洞控制系统,按照高标准、高精度的要求,进行了深入分析与设计。首先完成了风洞整体结构的设计,在其基础上对风洞运行过程中所需完成的气体流场构建进行了详细分析,对于可控制流场的方法和设备进行了描述。针对风洞控制软件设计的整体需求进行了详细分析,按照功能需求将风洞控制软件划分为风洞运行管理和风洞流场控制等五个功能模块,对每一个功能模块的主要控制机理和涉及的相关子模块进行分析,同时采用用例分析的方式构建了风洞控制软件系统的各级用例,为后续的详细设计奠定基础。针对所需要完成的精准流场控制,在控制流程和控制算法上本文进行了详细的设计,采用了先进的智能仿人算法整定PID模式来使多节点流场控制更为精准和智能化。最终通过大量分析和试验,选择最佳控制方案从而获得高精度、高稳定、高效率等效果。系统设计完毕后,通过现场调试与吹风试验,对改造后风洞运行效果进行了进一步的科学评估分析。结果显示,改造后的风洞在流场品质,运行效率,自动化水平,可靠性程度等诸多性能参数上都得到了提升,基本实现了预期风洞控制系统的各项性能指标要求。本文采用最新的设计理念与设计方法,为风洞配置一套结构合理、功能全面、技术先进、性能可靠、使用方便的全新的控制系统,使其流场品质全面达到国军标合格指标或先进指标;同时兼顾自动化程度高、控制精度高、稳定速度快、可靠性好等优点,以确保改善风洞流场品质、提升试验能力、提高试验效率、获取优质试验数据。