[發明專利]基于壓力自穩定設計的分時點火控制算法及系統

有效

• 申請號: 201610688060.6
• 申請日: 2016-08-18
• 公開（公告）號: CN106121866B
• 公開（公告）日: 2017-12-29
• 發明（設計）人: 朱方爽;郝雪杰;鄧麗君
• 申請（專利權）人: 湖北三江航天紅林探控有限公司
• 主分類號: F02K9/95
• 分類號: F02K9/95
• 代理公司: 北京匯信合知識產權代理有限公司11335
• 代理人: 王秀麗

1.一種基于壓力自穩定設計的分時點火控制算法，其特征在于，包括：

步驟1、根據固體姿控發動機的工況和工作特性，通過動力裝置氣動力學模型預測排氣流量Q_o和時間t_o；

步驟2、實時采集儲氣容器的壓力P，并通過儲氣容器有效氣量計算模型計算儲氣容器內有效產氣量M；

步驟3、通過儲氣容器氣體溫度計算模型計算儲氣容器內的氣體溫度T，并根據氣體溫度T對壓力閾值進行修正，所述壓力閾值包括中值壓力閾值P_mean，高壓閾值P_max和低壓閾值P_min；

步驟4、以氣量輸入、輸出實現最佳匹配為原則，通過控制算法比較M與Q_ot_o及P與壓力閾值的大小關系來確定固體姿控發動機脈沖工作單元的點火數量和時機。

2.如權利要求1所述的基于壓力自穩定設計的分時點火控制算法，其特征在于，所述控制算法為：

①、若M≥Q_ot_o，固體姿控發動機脈沖工作單元不點火；

②、若M<Q_ot_o且P≥P_mean，以排氣流量Q_o與固體姿控發動機脈沖工作單元產氣流量Q_i的比值向下取整確定固體姿控發動機脈沖工作單元的點火數量，以開始排氣時間確定點火時機；

③、若M<Q_ot_o且P<P_mean，以Q_o/Q_i向上取整確定固體姿控發動機脈沖工作單元的點火數量,以開始排氣時間確定點火時機；

④、若P<P_min且Q_i<Q_o，即壓力低于設定低壓閾值且處于下降趨勢時，立即控制一套固體姿控發動機脈沖工作單元點火；

⑤、若P>P_max且Q_i>Q_o，即壓力高于設定高壓閾值且處于上升趨勢時，控制泄壓裝置排氣，保證儲氣容器安全。

3.如權利要求1所述的基于壓力自穩定設計的分時點火控制算法，其特征在于，當儲氣容器內的有效產氣量M能供固體姿控發動機作動需求時，固體姿控發動機脈沖工作單元不點火。

4.如權利要求1所述的基于壓力自穩定設計的分時點火控制算法，其特征在于，當儲氣容器實測壓力高于中值壓力閾值時，控制儲氣容器的產氣流量小于排氣流量，使壓力下降；當儲氣容器實測壓力低于中值壓力閾值時，控制儲氣容器的產氣流量大于排氣流量，使壓力上升；即儲氣容器壓力始終向中值壓力閾值方向變化。

5.如權利要求1所述的基于壓力自穩定設計的分時點火控制算法，其特征在于，當儲氣容器實測壓力低于低壓閾值且排氣流量大于產氣流量時，壓力呈下降趨勢，控制一套固體姿控發動機脈沖工作單元點火，防止儲氣容器的壓力不足。

6.如權利要求1所述的基于壓力自穩定設計的分時點火控制算法，其特征在于，當儲氣容器實測壓力大于高壓閾值且排氣流量小于產氣流量時，壓力呈上升趨勢，控制泄壓裝置開始排氣，防止儲氣容器壓力過高。

7.如權利要求1所述的基于壓力自穩定設計的分時點火控制算法，其特征在于，高壓閾值P_max＝12MPa，中值壓力閾值P_mean＝10MPa,低壓閾值P_min＝8MPa，保證儲氣容器壓力始終控制在8MPa～12MPa區間之內。

8.一種如權利要求1所述的基于壓力自穩定設計的分時點火控制算法的控制系統，其特征在于，包括：多套固體姿控發動機脈沖工作單元、儲氣容器、壓力變送器、控制器、動力裝置和泄壓裝置；

所有所述固體姿控發動機脈沖工作單元均與所述儲氣容器相連通，用于向儲氣容器內進氣；

所述壓力變送器安裝在所述儲氣容器上，用于實時采集儲氣容器的壓力，并將壓力轉換為電信號發送至控制器；

所述動力裝置與所述儲氣容器相連通，所述泄壓裝置與所述儲氣容器相連通；

所述控制器內集成分時點火控制算法，分別與所述固體姿控發動機脈沖工作單元、壓力變送器、動力裝置和泄壓裝置相連，用于對固體姿控發動機脈沖工作單元進行獨立點火控制、對泄壓裝置進行泄壓控制。