[发明专利]一种变推力发动机推力闭环控制的方法

说明书

技术领域

本发明属于航空、航天发动机技术领域，涉及一种变推力发动机推力的控制方法，具体涉及一种变推力发动机推力闭环控制的方法。

背景技术

变推力发动机是一种推力可以进行连续调节的液体火箭发动机，在航天领域具有广泛的应用前景。但对于大范围变推力发动机而言，由于工况变化范围较宽，不同工况下的性能难免与设计状态存在一定的差异，整个工况范围内的精度较难保证，现有的大范围变推力发动机工况精度一般只能控制在80％～90％范围内，同时，由于大范围变推力发动机在实际工作过程中，推力变化范围较大，推力调节控制系统无法及时的控制流量调节器的开度大小对发动机推力进行实时控制，因此，基于综合问题，现有的发动机推力控制方法很难满足当前大范围变推力发动机的使用要求。

发明内容

为了解决背景技术中的问题，本发明提供了一种控制精度高、能够实现对发动机推力进行实时调节的变推力发动机推力闭环控制的方法。

本发明的具体技术方案是：

一种变推力发动机推力闭环控制的方法，其特征在于,包括下列步骤：

1)制定发动机推力值对应流量调节器开度值的对比列表：

1.1)设定初始发动机推力以及发动机推力变化量；在初始发动机推力的基础上以所述发动机推力变化量为单位依次递增或者递减，得出若干个推力值，构成推力指令集；

1.2)按照推力指令集，通过液流试验，获得各个推力值对应的流量调节器开度值；得出发动机推力值一一对应流量调节器开度值的对比列表；

2)根据控制精度和最小发动机推力值设定允差范围；

3)目标发动机的控制：

3.1)向发动机发送指令推力，发动机工作；所述指令推力的值选自步骤1.1)所述的推力指令集；

3.2)采集当前发动机工作参数，将其换算成当前发动机推力；

3.3)发动机推力的调节：

若当前发动机推力和指令推力之差在允差范围之内；则认为当前发动机推力与指令推力相等，流量调节器不进行调节；

若当前发动机推力和指令推力之差超出允差范围；则根据上述对比列表按照递增或者递减的方式调节流量调节器的开度值，然后再次执行步骤3.2)，直至当前发动机推力和指令推力之差在允差范围之内；

4)控制结束。

上述步骤3.2)中发动机工作参数采用发动机推力室压力或喷前压力或涡轮转速。

上述发动机工作参数是采用多个互为冗余的传感器进行采集。

本发明与现有技术相比的有益效果是：

(1)本发明采用的方法成本低，周期短、实现较为容易。通过制定发动机推力值对应流量调节器开度值的对比列表、采集发动机实时工作参数等简单的操作就可实现，不需要生产、加工复杂的零组件；

(2)本发明采用闭环控制的方法，在针对大范围变推力发动机进行推力控制时，控制误差可以控制在1％范围内，控制精度较高、准确率较高。

(3)本发明不仅适用于泵压式变推力发动机的推力精度控制，还可推广应用于挤压式变推力发动机以及各种类型的固定推力发动机的推力精度控制。

附图说明

图1为本发明的工作流程框图。

具体实施方式

本发明提供的变推力发动机推力闭环控制的方法，包括下列步骤：

一种变推力发动机推力闭环控制的方法，其特征在于,包括下列步骤：

1)制定发动机推力值对应流量调节器开度值的对比列表：

1.1)设定初始发动机推力以及发动机推力变化量；在初始发动机推力的基础上以所述发动机推力变化量为单位依次递增或者递减，得出若干个推力值，构成推力指令集；

1.2)按照推力指令集，通过液流试验，获得各个推力值对应的流量调节器开度值；得出发动机推力值一一对应流量调节器开度值的对比列表；

步骤2)根据控制精度和最小发动机推力值设定允差范围；

具体是：若需要控制精度为e，Fmin为最小发动机推力值，则允差范围在±(1-e)Fmin；

步骤3)目标发动机的控制：

3.1)向发动机发送指令推力，发动机工作；所述指令推力的值选自步骤1.1)所述的推力指令集；

3.2)采集当前发动机工作参数，将其换算成当前发动机推力；

所述换算方法根据线性关系式：F＝aX+b(F为当前推力，a为常数，X为工作参数，b为常数，其中，a和b为经验值，为通过多次试验获得。

3.3)发动机推力的调节：