[發明專利]開關式姿軌控直接力發動機推力建模方法

有效

• 申請號: 201711192875.6
• 申請日: 2017-11-24
• 公開（公告）號: CN107885949B
• 公開（公告）日: 2020-11-24
• 發明（設計）人: 臧月進;李仁俊;孫文釗;周新耀;曾亮;劉思思;周亮;史松偉
• 申請（專利權）人: 上海機電工程研究所
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06F30/367;G06F119/14
• 代理公司: 上海漢聲知識產權代理有限公司 31236
• 代理人: 莊文莉

本發明提供了一種開關式姿軌控直接力發動機推力建模方法，包括如下步驟：步驟一，將動力系統指令的時間按照對控制指令的周期整除向下取整序列化為非負整數；步驟二，將姿軌控發動機的開啟與關閉的繼電延遲和機械延遲等響應延遲特性按照對控制系統指令周期整除向上取整為延遲次數；步驟三，若此刻控制系統指令為開啟，則將關指令復位0、開指令累增1，并轉至步驟四，否則若此刻控制系統指令為關閉，則將開指令復位0、關指令累增1，轉至步驟五。本發明能最大程度考慮動力系統的響應特性，保證控制系統的設計能盡可能擬合逼近姿軌控直接力發動機的實時推力值來克服動力系統的延遲特性影響。

技術領域

本發明涉及一種發動機應用領域，具體地，涉及一種開關式姿軌控直接力發動機推力建模方法。

背景技術

姿軌控發動機采用燃氣推動閥體運動，其閥門采用電磁閥來控制開關啟閉。電磁閥一般采用直線電機或電磁鐵，但是實際的電機或電磁系統在響應上會有時間延遲：電機由于位置往返轉動驅動閥芯運動需要耗時；而電磁鐵是電感元件具有很強的電磁慣性,因此不管采用哪種閥門控制方式都不可能實現姿軌控動力完全意義上的無滯后快速響應，尤其閥門的關閉往往需要克服燃燒室壓力做功，其延遲響應可能會更加嚴峻。

傳統的姿軌控發動機控制系統設計一般會將可重復啟閉的推力建模成方波或者三角波形式，然后通過在推力值上加上一定的隨機干擾來逼近真實的動力系統推力響應；但是這種建模方式不能最大程度的呈現發動機的響應特性，尤其在控制系統設計時沒有將發動機閥門的延遲考慮其中，導致控制系統啟閉指令邏輯不能很好地適應姿軌控發動機本體特征，導致燃燒室腔壁壓強起浮，從而不能最大程度發揮動力系統性能，影響最終的脫靶量。

發明內容

針對現有技術中的缺陷，本發明的目的是提供一種開關式姿軌控直接力發動機推力建模方法，其能最大程度考慮動力系統的響應特性，保證控制系統的設計能盡可能擬合逼近姿軌控直接力發動機的實時推力值來克服動力系統的延遲特性影響。

根據本發明的一個方面，提供一種開關式姿軌控直接力發動機推力建模方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟一，將動力系統指令的時間按照對控制指令的周期整除向下取整序列化為非負整數；

步驟二，將姿軌控發動機的開啟與關閉的繼電延遲和機械延遲等響應延遲特性按照對控制系統指令周期整除向上取整為延遲次數；

步驟三，若此刻控制系統指令為開啟，則將關指令復位0、開指令累增1，并轉至步驟四，否則若此刻控制系統指令為關閉，則將開指令復位0、關指令累增1，轉至步驟五；

步驟四，此時指令為開啟，根據當前開啟指令累計數與閥門開啟延遲的大小關系，確定開啟指令對應的推力值；

步驟五，此時指令為關閉，根據當前關閉指令累計數與閥門關閉延遲的大小關系，及步驟六保存的上一周期指令對應的推力值，確定關閉指令對應的推力值；

步驟六，將步驟四或步驟五中獲得的推力即當前指令對應的推力值，并保存之，然后重復步驟三～步驟六。

優選地，所述步驟一將動力系統指令的時間按照對控制指令周期整除向下取整序列化為非負整數，如下式：

這里表示向下取整，t為當前指令時間(一直自然遞增)，k為對時間的離散化序列值，T為控制指令周期。

優選地，所述步驟二將姿軌發動機的開啟與關閉的繼電延遲和機械延遲等響應延遲特性按照對控制系統指令周期整除向上取整為延遲次數，如下式：