【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及火箭发动机的，尤其是涉及一种固液火箭发动机推力闭环控制系统和方法。
技术介绍
1、固液火箭发动机的优势之一就是推力调节能力。对于新型涡轮泵压式固液火箭发动机的推力调节的主要途径是通过调节氧化剂流量改变发动机推力，其推力调节的难点在于涡轮泵压式输送系统的流量调节时间长，调节过程缓慢，非常容易造成推力超调，使得涡轮泵或发动机功率过大，容易导致部分零部件超功率损坏或烧毁。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种固液火箭发动机推力闭环控制系统和方法，以缓解了现有技术中存在的推力调节过程缓慢造成推力超调的技术问题。
2、第一方面，本专利技术提供了一种固液火箭发动机推力闭环控制系统，包括：
3、涡轮泵装置，包括泵体、涡轮、主通路和旁通路，主通路包括主路调节阀和第一气体发生器，旁通路包括次路调节阀和第二气体发生器，主通路设置于泵体与涡轮之间，旁通路设置于泵体与主路调节阀之间；
4、控制器，与推力闭环策略主路调节阀和推力闭环策略次路调节阀连接，推力闭环策略控制器用于：获取发动机的实时推力值和设定推力值，推力闭环策略设定推力值为当前工况所需推力值；基于推力闭环策略实时推力值和推力闭环策略设定推力值，得到推力偏差值；根据推力闭环策略推力偏差值，得到设定流量值，推力闭环策略设定流量值为当前工况所需流量值；基于推力闭环策略设定流量值与推力闭环策略发动机的实时流量值，按照推力闭环策略，调整推力闭环策略主路调节阀和推力闭环策略次路调节阀的开度值，使推力
5、在可选的实施例中，控制器还用于：
6、基于所述实时推力值和所述设定推力值，通过如下公式得到所述推力偏差值：
7、
8、式中，为设定流量值，为当前时刻的设定流量值，为当前控制周期的推力偏差值，为上一个控制周期的推力偏差值，为上上个控制周期的推力偏差值，、和均为根据推力曲线得到的参数。
9、在可选的实施例中，控制器用于：
10、当实时流量值与设定流量值的绝对差值大于第一流量阈值时，启动开环控制，开环控制为根据查表插值策略确定主路调节阀的目标开度值，次路调节阀开度值为补偿开度值；
11、当实时流量值与设定流量值的绝对差值小于等于第一流量阈值时，启动闭环控制，闭环控制为根据流量差值策略确定次路调节阀的目标开度值，主路调节阀的开度值保持不变；
12、当实时流量值与设定流量值的绝对差值小于等于第二流量阈值时，启动锁死控制，锁死控制为主路调节阀和次路调节阀的开度值保持不变，其中推力闭环策略第二流量阈值小于推力闭环策略第一流量阈值。
13、在可选的实施例中，控制器还用于：
14、根据预设查询表，确定设定流量值所对应的主路调节阀的开度值数组；
15、基于开度值数组，确定设定流量值所对应的查表插值；
16、利用查表插值进行索引，获取查表插值所对应的开度值；
17、根据插值策略，确定主路调节阀的目标开度值。
18、在可选的实施例中，控制器用于：
19、通过如下公式得到所述次路调节阀的目标开度值：
20、
21、式中，为次路调节阀的目标开度值，为上一个控制周期的实际开度，为控制参数，为当前时刻的流量偏差，为设定流量值，为实时流量值。
22、第二方面，本专利技术提供了一种固液火箭发动机推力闭环控制方法，应用于如上述第一方面中任一项的固液火箭发动机推力闭环控制系统中的控制器，控制方法包括：
23、获取发动机的实时推力值和设定推力值，设定推力值为当前工况所需推力值；
24、基于实时推力值和设定推力值，得到推力偏差值；
25、根据推力偏差值，得到设定流量值，推力闭环策略设定流量值为当前工况所需流量值；
26、基于推力闭环策略设定流量值与推力闭环策略发动机的实时流量值，按照推力闭环策略，调整推力闭环策略主路调节阀和推力闭环策略次路调节阀的开度值，使推力闭环策略发动机的推力值调整至推力闭环策略设定推力值。
27、在可选的实施例中，推力闭环策略包括：
28、当实时流量值与设定流量值的绝对差值大于第一流量阈值时，启动开环控制，开环控制为根据查表插值策略确定主路调节阀的目标开度值，次路调节阀开度值为补偿开度值；
29、当实时流量值与设定流量值的绝对差值小于等于第一流量阈值时，启动闭环控制，闭环控制为根据流量差值策略确定次路调节阀的目标开度值，主路调节阀的开度值保持不变；
30、当实时流量值与设定流量值的绝对差值小于等于第二流量阈值时，启动锁死控制，锁死控制为主路调节阀和次路调节阀的开度值保持不变，其中推力闭环策略第二流量阈值小于推力闭环策略第一流量阈值。
31、在可选的实施例中，第一流量阈值为10%的设定流量值。
32、在可选的实施例中，第二流量阈值为2%设定流量值。
33、第三方面，本专利技术还提供了一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行计算机程序时实现上述第二方面中任一项的控制方法的步骤。
34、本专利技术提供的一种固液火箭发动机推力闭环控制系统和方法，通过获取发动机的实时推力值和设定推力值，设定推力值为当前工况所需推力值；基于实时推力值和设定推力值，得到推力偏差值；根据推力偏差值，得到设定流量值；基于设定流量值与发动机的实时流量值，执行推力闭环策略，调整主路调节阀和次路调节阀的开度值，使发动机的推力值调整至设定推力值。通过根据推力偏差值，不断的调整设定流量值，从而改变流量值，通过流量值的增减，补偿推力偏差，实现推力闭环。通过实时流量值对设定流量值的跟踪，实现流量调整，进一步实现推力补偿，达到推力闭环控制的目的，调整主路调节阀和次路调节阀的开度值，实现流量闭环，从而实现了基于推力闭环和流量闭环进行串联的方式，进而保证了发动机推力和流量处于被控制状态，从而达到在流量不超调，涡轮泵不超功率的前提下实现推力精确控制。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种固液火箭发动机推力闭环控制系统，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的固液火箭发动机推力闭环控制系统，其特征在于，所述控制器还用于：
3.根据权利要求1所述的固液火箭发动机推力闭环控制系统，其特征在于，所述控制器用于：
4.根据权利要求3所述的固液火箭发动机推力闭环控制系统，其特征在于，所述控制器用于：
5.根据权利要求3所述的固液火箭发动机推力闭环控制系统，其特征在于，所述控制器用于：
6.一种固液火箭发动机推力闭环控制方法，其特征在于，应用于如权利要求1-5中任一项所述的固液火箭发动机推力闭环控制系统中的控制器，所述控制方法包括：
7.根据权利要求6所述的控制方法，其特征在于，所述推力闭环策略包括：
8.根据权利要求7所述的控制方法，其特征在于，所述第一流量阈值为10%的设定流量值。
9.根据权利要求7所述的环控制方法，其特征在于，所述第二流量阈值为2%的设定流量值。
10.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机
...【技术特征摘要】
1.一种固液火箭发动机推力闭环控制系统，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的固液火箭发动机推力闭环控制系统，其特征在于，所述控制器还用于：
3.根据权利要求1所述的固液火箭发动机推力闭环控制系统，其特征在于，所述控制器用于：
4.根据权利要求3所述的固液火箭发动机推力闭环控制系统，其特征在于，所述控制器用于：
5.根据权利要求3所述的固液火箭发动机推力闭环控制系统，其特征在于，所述控制器用于：
6.一种固液火箭发动机推力闭环控制方法，其特征在于，应用于如权利要求1-5中任一项...
【专利技术属性】
技术研发人员：田辉，谭广，王江宁，辜小明，李心瞳，张源俊，蔡国飙，朱浩，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。