[发明专利]一种运载火箭推力矢量控制摇摆发动机谐振频率测试系统

摘要

一种运载火箭推力矢量控制摇摆发动机谐振频率测试系统，伺服机构为内置位移传感器且一端可伸缩的机构，伺服机构一端固定，可伸缩的一端固连在发动机喷管上；地面能源为伺服机构提供动力；发动机喷管上端通过摇摆轴连接；角位移传感器一端安装在发动机机架上，一端可伸缩且固定连接在发动机喷管上；测试仪发出指令控制伺服机构伸缩，伺服机构推动发动机喷管绕摇摆轴往复摇摆，角位移传感器敏感发动机喷管角度变化，并将敏感的角度信号输出至测试仪；伺服机构内置的位移传感器将伺服机构直线运动的线位移信号输出给测试仪；测试仪根据接收的角度信号和线位移信号进行比较并做减法处理，得到发动机的谐振频率。

主权项

1.一种运载火箭推力矢量控制摇摆发动机谐振频率测试系统，其特征在于：包括伺服机构(1)、角位移传感器(3)、测试仪(4)、地面能源(5)；伺服机构(1)为内置位移传感器且一端可伸缩的机构，伺服机构(1)一端固定，可伸缩的一端固连在发动机(2)喷管上，地面能源(5)为伺服机构(1)提供动力，发动机摇摆部分通过摇摆轴与发动机机架连接，角位移传感器(3)一端安装在发动机(2)机架上，一端可伸缩且固定连接在发动机喷管上；测试仪(4)发出指令控制伺服机构伸缩，伺服机构推动发动机喷管绕摇摆轴往复摇摆，角位移传感器(3)敏感发动机喷管角度变化，并将敏感的角度信号输出至测试仪(4)；伺服机构(1)内置的位移传感器将伺服机构直线运动的线位移信号输出给测试仪(4)；测试仪(4)根据接收的角度信号和线位移信号进行比较并做减法处理，得到发动机(2)的谐振频率；所述测试仪的处理过程如下：第一步，发出不同频率的正弦电压信号a*sin(w(i)*t)(i＝1,2,…,n)至伺服机构，其中，a为信号幅值，w(i)(i＝1,2,…,n)为信号频率，t为时间；第二步，接收伺服机构直线运动的线位移信号u(i)*sin(w(i)*t+φu(i))(i＝1,2,…,n)和发动机角度信号y(i)*sin(w(i)*t+φy(i))(i＝1,2,…,n)；第三步，将上述角度信号和线位移信号的比值X＝y(i)/u(i)(i＝1,2,…,n)，作为自变量代入函数A(X)＝20lgX，得到不同频率w(i)(i＝1,2,…,n)下发动机动态特性的幅值A(i)(i＝1,2,…,n)，单位为分贝；第四步，根据Φ(i)＝φu(i)‑φy(i)(i＝1,2,…,n)可得到不同频率w(i)(i＝1,2,…,n)下发动机动态特性的相角滞后Φ(i)，单位为°；第五步，根据不同频率下发动机动态特性的相角滞后结合第三步中的结果，在二十倍对数空间下绘制发动机谐振频率特性曲线，得到发动机谐振峰频率估计值；第六步，根据发动机谐振频率特性实测数据及曲线，将发动机等效为二阶或四阶传递函数，根据第五步中得到的谐振峰频率估计值，拟合出发动机谐振峰频率、阻尼，即可得到较准确的发动机动态特性数学模型。