[发明专利]一种运载火箭用挤压式伺服系统蓄油量的确定方法

说明书

本发明公开了一种运载火箭用挤压式伺服系统蓄油量的确定方法，在考虑静耗量对油箱蓄油量影响的前提下，给出了挤压式伺服系统蓄油量的确定方法。创造性地定义了“在规定的飞行任务时间t内，任意一台伺服作动器相邻控制周期dt摆动角度变化量绝对值的累加和为完成该飞行任务该作动器的任务摆角Sk”，利用任务摆角Sk计算伺服系统蓄油量。该蓄油量确定方法成功应用于固体运载火箭上，有效、准确地控制了火箭飞行重量。

技术领域

本发明涉及一种用于大型固体火箭推力矢量控制系统中的航天伺服系统参数设计领域。

背景技术

挤压式伺服系统具有能源介质一次性做功的“开放式”特点，固体运载火箭上研发的大功率冷气挤压式伺服系统尚属国内首次应用。

现有的箭上伺服系统均采用泵式能源，能源介质可以循环使用，能源蓄油量主要考虑温度影响，对飞行成败不具有成败影响。而挤压式伺服系统油箱为高压开式油箱，油液不能循环使用；另外，受到航天运载器对重量的控制需求，火箭飞行过程中并不能携带过多的油液，因此，挤压式伺服系统油箱蓄油量的确定是伺服系统设计中至关重要的参数，而传统的泵式能源伺服系统并没有相关解决方案。因此需要寻求较为精确的油箱蓄油量的确定方法。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种运载火箭用挤压式伺服系统蓄油量的确定方法，包括以下步骤：

(1)获取规定的飞行任务时间段T内，m台伺服作动器的摆动角度θn随时间t变化的曲线；

(2)计算在规定的飞行任务时间段T内，第k台伺服作动器控制周期dt内摆动角度变化量绝对值的累加和，即完成飞行任务时该作动器的任务摆角Sk：

其中θn为伺服作动器某一时刻的摆动角度，θn+1为所述某一时刻经控制周期dt后的摆动角度；

(3)计算伺服系统蓄油量，伺服系统蓄油量V表示为：

lk——第k台伺服作动器正负向总行程；

Ak——第k台伺服作动器面积；

δk——第k台伺服作动器等效单向最大摆角；

q——伺服系统静耗量之和；

t——伺服系统工作时间；

m——为伺服系统中配置的伺服作动器的个数。