[發(fā)明專利]一種變推力發(fā)動機(jī)推力閉環(huán)控制的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410348396.9
• 申請日: 2014-07-21
• 公開（公告）號: CN104358625A
• 公開（公告）日: 2015-02-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 馬鍵;方渭軍;雷娟萍;于洋;童飛;胡向龍;曾勤斌;王鵬武;王春民;李輝
• 申請（專利權(quán)）人: 中國航天科技集團(tuán)公司第六研究院第十一研究所
• 主分類號: F02K9/80
• 分類號: F02K9/80
• 代理公司: 西安智邦專利商標(biāo)代理有限公司 61211
• 代理人: 陳廣民

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于航空、航天發(fā)動機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種變推力發(fā)動機(jī)推力的控制方法，具體涉及一種變推力發(fā)動機(jī)推力閉環(huán)控制的方法。

背景技術(shù)

變推力發(fā)動機(jī)是一種推力可以進(jìn)行連續(xù)調(diào)節(jié)的液體火箭發(fā)動機(jī)，在航天領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。但對于大范圍變推力發(fā)動機(jī)而言，由于工況變化范圍較寬，不同工況下的性能難免與設(shè)計狀態(tài)存在一定的差異，整個工況范圍內(nèi)的精度較難保證，現(xiàn)有的大范圍變推力發(fā)動機(jī)工況精度一般只能控制在80％～90％范圍內(nèi)，同時，由于大范圍變推力發(fā)動機(jī)在實(shí)際工作過程中，推力變化范圍較大，推力調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)無法及時的控制流量調(diào)節(jié)器的開度大小對發(fā)動機(jī)推力進(jìn)行實(shí)時控制，因此，基于綜合問題，現(xiàn)有的發(fā)動機(jī)推力控制方法很難滿足當(dāng)前大范圍變推力發(fā)動機(jī)的使用要求。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決背景技術(shù)中的問題，本發(fā)明提供了一種控制精度高、能夠?qū)崿F(xiàn)對發(fā)動機(jī)推力進(jìn)行實(shí)時調(diào)節(jié)的變推力發(fā)動機(jī)推力閉環(huán)控制的方法。

本發(fā)明的具體技術(shù)方案是：

一種變推力發(fā)動機(jī)推力閉環(huán)控制的方法，其特征在于,包括下列步驟：

1)制定發(fā)動機(jī)推力值對應(yīng)流量調(diào)節(jié)器開度值的對比列表：

1.1)設(shè)定初始發(fā)動機(jī)推力以及發(fā)動機(jī)推力變化量；在初始發(fā)動機(jī)推力的基礎(chǔ)上以所述發(fā)動機(jī)推力變化量為單位依次遞增或者遞減，得出若干個推力值，構(gòu)成推力指令集；

1.2)按照推力指令集，通過液流試驗(yàn)，獲得各個推力值對應(yīng)的流量調(diào)節(jié)器開度值；得出發(fā)動機(jī)推力值一一對應(yīng)流量調(diào)節(jié)器開度值的對比列表；

2)根據(jù)控制精度和最小發(fā)動機(jī)推力值設(shè)定允差范圍；

3)目標(biāo)發(fā)動機(jī)的控制：

3.1)向發(fā)動機(jī)發(fā)送指令推力，發(fā)動機(jī)工作；所述指令推力的值選自步驟1.1)所述的推力指令集；

3.2)采集當(dāng)前發(fā)動機(jī)工作參數(shù)，將其換算成當(dāng)前發(fā)動機(jī)推力；

3.3)發(fā)動機(jī)推力的調(diào)節(jié)：

若當(dāng)前發(fā)動機(jī)推力和指令推力之差在允差范圍之內(nèi)；則認(rèn)為當(dāng)前發(fā)動機(jī)推力與指令推力相等，流量調(diào)節(jié)器不進(jìn)行調(diào)節(jié)；

若當(dāng)前發(fā)動機(jī)推力和指令推力之差超出允差范圍；則根據(jù)上述對比列表按照遞增或者遞減的方式調(diào)節(jié)流量調(diào)節(jié)器的開度值，然后再次執(zhí)行步驟3.2)，直至當(dāng)前發(fā)動機(jī)推力和指令推力之差在允差范圍之內(nèi)；

4)控制結(jié)束。

上述步驟3.2)中發(fā)動機(jī)工作參數(shù)采用發(fā)動機(jī)推力室壓力或噴前壓力或渦輪轉(zhuǎn)速。

上述發(fā)動機(jī)工作參數(shù)是采用多個互為冗余的傳感器進(jìn)行采集。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比的有益效果是：

(1)本發(fā)明采用的方法成本低，周期短、實(shí)現(xiàn)較為容易。通過制定發(fā)動機(jī)推力值對應(yīng)流量調(diào)節(jié)器開度值的對比列表、采集發(fā)動機(jī)實(shí)時工作參數(shù)等簡單的操作就可實(shí)現(xiàn)，不需要生產(chǎn)、加工復(fù)雜的零組件；

(2)本發(fā)明采用閉環(huán)控制的方法，在針對大范圍變推力發(fā)動機(jī)進(jìn)行推力控制時，控制誤差可以控制在1％范圍內(nèi)，控制精度較高、準(zhǔn)確率較高。

(3)本發(fā)明不僅適用于泵壓式變推力發(fā)動機(jī)的推力精度控制，還可推廣應(yīng)用于擠壓式變推力發(fā)動機(jī)以及各種類型的固定推力發(fā)動機(jī)的推力精度控制。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的工作流程框圖。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明提供的變推力發(fā)動機(jī)推力閉環(huán)控制的方法，包括下列步驟：

一種變推力發(fā)動機(jī)推力閉環(huán)控制的方法，其特征在于,包括下列步驟：

1)制定發(fā)動機(jī)推力值對應(yīng)流量調(diào)節(jié)器開度值的對比列表：

1.1)設(shè)定初始發(fā)動機(jī)推力以及發(fā)動機(jī)推力變化量；在初始發(fā)動機(jī)推力的基礎(chǔ)上以所述發(fā)動機(jī)推力變化量為單位依次遞增或者遞減，得出若干個推力值，構(gòu)成推力指令集；

1.2)按照推力指令集，通過液流試驗(yàn)，獲得各個推力值對應(yīng)的流量調(diào)節(jié)器開度值；得出發(fā)動機(jī)推力值一一對應(yīng)流量調(diào)節(jié)器開度值的對比列表；

步驟2)根據(jù)控制精度和最小發(fā)動機(jī)推力值設(shè)定允差范圍；

具體是：若需要控制精度為e，F(xiàn)min為最小發(fā)動機(jī)推力值，則允差范圍在±(1-e)Fmin；

步驟3)目標(biāo)發(fā)動機(jī)的控制：

3.1)向發(fā)動機(jī)發(fā)送指令推力，發(fā)動機(jī)工作；所述指令推力的值選自步驟1.1)所述的推力指令集；

3.2)采集當(dāng)前發(fā)動機(jī)工作參數(shù)，將其換算成當(dāng)前發(fā)動機(jī)推力；

所述換算方法根據(jù)線性關(guān)系式：F＝aX+b(F為當(dāng)前推力，a為常數(shù)，X為工作參數(shù)，b為常數(shù)，其中，a和b為經(jīng)驗(yàn)值，為通過多次試驗(yàn)獲得。

3.3)發(fā)動機(jī)推力的調(diào)節(jié)：