[發明專利]一種基于溢流閥的POGO主動抑制方法及系統有效
| 申請號： | 202111006879.7 | 申請日： | 2021-08-30 |
| 公開（公告）號： | CN113944571B | 公開（公告）日： | 2023-02-28 |
| 發明（設計）人： | 容易;胡久輝;王慶偉;熊天賜;顧名坤;朱平平;周宏;黑艷穎 | 申請（專利權）人： | 北京宇航系統工程研究所 |
| 主分類號： | F02K9/58 | 分類號： | F02K9/58 |
| 代理公司： | 中國航天科技專利中心 11009 | 代理人： | 龐靜 |
| 地址： | 100076 北京*** | 國省代碼： | 北京;11 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 一種 基于 溢流 pogo 主動 抑制 方法 系統 | ||
本發明涉及一種基于溢流閥的POGO主動抑制方法及系統，系統包括壓力傳感器、控制器和溢流閥；所述的壓力傳感器安裝于發動機泵后高壓管路，用于感知泵后高壓管路內流體壓力脈動情況，感知的壓力信號發送至控制器；所述控制器根據壓力信號，生成激勵信號，用于控制溢流閥的開度；所述溢流閥用于根據控制器發出的激勵信號，調整開度和溢流溢流量，進而削減發動機泵后高壓管路的壓力脈動。
技術領域
本發明屬于液體運載火箭總體設計領域，主要涉及到液體運載火箭POGO和壓力脈動抑制。
背景技術
液體運載火箭在飛行過程中，結構系統和推進系統之間的相互作用，可能使液體火箭產生不穩定的縱向振動，由于其振動形態與“踩高蹺”相類似，命名為POGO振動。POGO是影響運載火箭飛行可靠性甚至飛行成敗的重大問題之一，因此抑制甚至消除POGO振動已成為當今液體運載火箭設計過程中的關鍵技術，也是載人宇航飛行的重要前提條件之一。
目前工程上主要通過在泵前安裝蓄壓器來抑制POGO振動，蓄壓器內的氣腔被動地感知輸送系統中的脈動壓力，氣腔被動的收縮或擴張，從而達到衰減推進系統中液壓脈動目的。但這種方法主要存在以下不足：
1.難于適應大型運載火箭可能存在的多階POGO不穩定問題。膜盒式蓄壓器對于結構一階POGO不穩定的抑制效果較為明顯，但難以抑制高階的POGO振動。
2.對于大型運載火箭的低溫推進系統，蓄壓器體積要做得很大才能滿足POGO抑制的需求，難以適應布局日益緊湊的管路系統。
3.我國運載火箭常用的金屬膜盒的膜片很薄，膜片之間焊接成形，大型金屬模型的焊縫很長，工作過程中容易出現疲勞損壞，可靠性較低。
4.國外運載火箭常用的注氣式蓄壓器，由于氣腔與液體無隔離裝置，火箭飛行過程中存在氣體涌入輸送管的風險，可能影響發動機的正常工作。
發明內容
本發明解決的技術問題是：克服現有預示方法技術的不足，提出一種基于溢流閥的POGO主動抑制方法及系統。
本發明解決技術的方案是：一種基于溢流閥的POGO主動抑制方法，通過下屬方式實現：
采集安裝于發動機泵后高壓管路上壓力傳感器的壓力信號；
構建一個與壓力信號頻率一致的正弦信號，該正弦信號的相位能夠通過參數進行調整；
通過將上述用于調整正弦信號相位的參數作為優化變量，進行自適應迭代更新，使構建的正弦信號的相位與壓力信號相位相反；
將與壓力信號頻率一致、相位相反的正弦信號轉換為用于控制溢流閥的開度的激勵信號并輸出至安裝在所述高壓管路上的溢流閥，由溢流閥根據激勵信號調整開度和溢流溢流量，進而削減發動機泵后高壓管路的壓力脈動。
優選的，通過下述方式完成正弦信號構建：
對壓力信號進行FFT變換，得到泵源脈動的幅值A0和頻率f0，構建兩個互為正交的參考信號x0(n)和x1(n)；
利用互為正交的參考信號的x0(n)和x1(n)，建模為任意相位的正弦信號xref(n)＝ω0x0(n)+ω1x1(n)，其中ω0，ω1為用于調整正弦信號相位的參數。
優選的，通過下述方式進行自適應迭代更新：
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