超空泡技术可以使运动体在水中的阻力减小90%左右,超空泡主要有两种——自然超空泡和通气超空泡。由于通气超空泡易于实现和控制,并且通气超空泡与自然超空泡具有相同的几何特性和力学特性,故通气超空泡是研究超空泡的一种有效途径。本文主要设计了用于在水洞试验中研究超空泡的通气自动控制系统。首先对通气装置的总体结构进行了设计,研究如何获得稳定的气流,并设计了测量保护装置。然后详细分析了通气装置中调节阀的流量特性和结构特性,确定了调节阀的型号和通气控制系统的数学模型,据此设计了数字PID控制器。控制器的控制算法采用增量式PID算法,并根据系统的特点,对控制算法做了进一步的改进。最后设计了通气控制系统的硬件和软件。硬件设计是以AT89S51单片机为核心,包括输入通道与接口电路,输出通道与接口电路,键盘与显示器接口电路和串行通信接口电路。软件设计以C51语言为开发工具,设计了系统的底层软件。并分析了水洞试验现场可能对单片机控制系统产生的干扰,针对不同的干扰源采取抑制干扰的措施,保证系统运行稳定,可靠。本文所设计的通气控制系统,通过仿真,可以很好的实现对通气流量的自动控制,使控制精度和响应时间能够满足实验要求,并可以实时显示和传递数据,便于数据监测和数据处理。