CN106546430A - 固体火箭发动机旋转试验装置原位校准力源加载系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种固体火箭发动机旋转试验装置原位校准力源加载系统，包括工控机、液压系统、压力变送器、微加载装置；所述工控机控制液压系统进行粗加载，压力变送器与液压系统连接，用于测定液压系统的压力，并将压力信号反馈给工控机；所述工控机采用模糊控制与PID控制原理，工控机首先控制液压系统进行粗加载，压力变送器将液压系统的压力信号反馈给工控机，在液压系统输出力值接近设定目标校准力时，工控机控制微加载装置工作进行微加载，微加载装置的补偿活塞缸对液压系统的油缸进行实时补偿，实现液压系统输出力值的精确实时稳定控制，最终提供精确而稳定的校准力值。

Description

固体火箭发动机旋转试验装置原位校准力源加载系统

技术领域

本发明涉及一种力源加载系统，尤其涉及一种固体火箭发动机旋转试验装置原位校准力源加载系统。

背景技术

旋转试验是针对高空工作时处于旋转状态下的卫星或导弹发动机，通过模拟其旋转状态来考核固体火箭发动机工作性能和可靠性能，目前已经实现了固体火箭发动机旋转试验装置的应用以模拟固体火箭发动机旋转工作状态，但需要设计一套固体火箭发动机旋转试验原位校准系统对试验装置进行校准，以提升试验装置的模拟试验测量精度。

固体火箭发动机旋转试验原位校准系统中力源加载系统是其中的关键，力源加载系统提供标准模拟推力，标准模拟推力是模拟固体火箭发动机在地面点火试验时产生的推力，需要标准模拟推力加载平稳，以保证原位校准系统的校准精度和可靠性。

目前现有的固体火箭发动机旋转试验装置原位校准力源加载系统常采用液压系统实现自动加载，方案为通过电机驱动控制油缸作直线运动进行粗加载，当施加载荷接近目标校准力时，通过控制压电陶瓷力发生装置，改变电场强度进行调解和跟踪，稳定地达到目标校准力。但是这种力源加载系统只适用于静态加载和校准，但由于固体火箭发动机旋转状态下会产生振动、跳动等因素影响，现有力源加载系统无法保证加载过程的稳定性和精度要求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有原位校准力源加载系统不能固体火箭发动机旋转状态下提供稳定和高精度的标准模拟推力加载问题，提供一种固体火箭发动机旋转试验原位校准力源加载系统，以提升原位校准系统的校准精度和可靠性。

为解决所述技术问题，本发明的技术方案是包括工控机、液压系统、压力变送器、微加载装置。

所述工控机控制液压系统进行粗加载。压力变送器与液压系统连接，用于测定液压系统的压力，并将压力信号反馈给工控机。

所述微加载装置包括交流伺服电机、联轴器、滚珠丝杠、滚珠丝杠螺母、补偿柱塞缸。交流伺服电机、联轴器、滚珠丝杠依次紧固联接，滚珠丝杠螺母套在滚珠丝杠上实现螺纹连接，滚珠丝杠螺母的另一端与补偿柱塞缸的活塞相连，补偿活塞缸通过导油管与液压系统的油缸连接。交流伺服电机带动滚珠丝杠转动，在滚珠丝杠旋转力带动下，滚珠丝杠螺母可以沿滚珠丝杠做往复的直线运动，从而驱动补偿柱塞缸的活塞杆做往复运动，这样在活塞杆的运动作用下补偿活塞缸能够通过导油管将液压系统的油缸中的油体吸出或排入，通过补充活塞缸的作用下实现了对液压系统的油缸压力的补偿。

所述工控机采用模糊控制与PID控制原理，工控机首先控制液压系统进行粗加载，压力变送器将液压系统的压力信号反馈给工控机，在液压系统输出力值接近设定目标校准力时，工控机控制微加载装置工作进行微加载，微加载装置的补偿活塞缸对液压系统的油缸进行实时补偿，实现液压系统输出力值的精确实时稳定控制，最终提供精确而稳定的校准力值。

所述控制系统本发明的有益效果是：本发明采用了利用丝杠原理的微加载装置进行校准力源精细微加载，提高了力源加载速度，且响应时间快，加载稳定性高，更适合旋转状态下的发动机原位校准试验。

附图说明

图1为微加载装置的连接结构示意图；

上述附图中，1为补偿活塞缸，2为活塞杆，3为连接弯板，4为滚珠丝杠螺母，5为滚珠丝杠，6为丝杠保护套，7为联轴器，8为交流伺服电机，9导油管，10为制动滑动轮，11为工作台，12为轴承座。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

如图1所示为微加载装置的结构示意图，图中交流伺服电机8固定安装在工作台上，交流伺服电机8转动轴与滚珠丝杠5一端通过联轴器7连接，滚珠丝杠5上设有丝杠保护套6，滚珠丝杠5与轴承连接，轴承固定在轴承座12，轴承座12固定在工作台11上；滚珠丝杠5的另一端与滚珠丝杠螺母4配合连接，滚珠丝杠螺母4端部与补偿活塞缸1的活塞杆2连接；补偿活塞缸1固定在连接弯板3上，连接弯板3与工作台11固定连接，补偿活塞缸1的端口连接导油管9，导油管9与液压系统的油缸连接。工作台11下固定安装制动滑轮，方便微加载装置便捷实用。

微加载装置的工作过程是交流伺服电机8带动滚珠丝杠5转动，在滚珠丝杠5旋转力带动下，滚珠丝杠螺母4沿滚珠丝杠5做往复的直线运动，从而驱动补偿柱塞缸1的活塞杆2做往复运动，这样在活塞杆2的运动作用下补偿活塞缸1能够通过导油管9将液压系统的油缸中的油体吸出或排入，实现了液压系统的油缸在补偿活塞缸9的作用下对液压系统的压力进行补偿控制。

工控机在设定目标校准力后控制液压系统进行粗加载。压力变送器与液压系统连接，用于测定液压系统的压力，并将压力信号反馈给工控机。

本发明装置的工作过程是工控机采用模糊控制与PID控制原理，工控机设定目标校准力加载参数后控制液压系统进行粗加载，压力变送器安装在伺服液压缸上，压力变送器将液压系统的压力信号反馈给工控机，在伺服液压缸输出力值接近目标校准力时，工控机通过脉冲跟踪微调的方法，控制微加载装置工作进行微加载，微加载装置的补偿活塞缸1对伺服液压缸进行实时补偿，实现伺服液压缸输出力值的精确实时稳定控制，最终提供精确而稳定的校准力值。

Claims (1)

1.一种固体火箭发动机旋转试验装置原位校准力源加载系统，包括工控机、液压系统、压力变送器，其特征在于还包括微加载装置；

所述工控机控制液压系统进行粗加载，压力变送器与液压系统连接，用于测定液压系统的压力，并将压力信号反馈给工控机；

所述微加载装置包括交流伺服电机、联轴器、滚珠丝杠、滚珠丝杠螺母、补偿柱塞缸；交流伺服电机、联轴器、滚珠丝杠依次紧固联接，滚珠丝杠螺母套在滚珠丝杠上实现螺纹连接，滚珠丝杠螺母的另一端与补偿柱塞缸的活塞相连，补偿活塞缸通过导油管与液压系统的油缸连接；交流伺服电机带动滚珠丝杠转动，在滚珠丝杠旋转力带动下，滚珠丝杠螺母可以沿滚珠丝杠做往复的直线运动，从而驱动补偿柱塞缸的活塞杆做往复运动，这样在活塞杆的运动作用下补偿活塞缸能够通过导油管将液压系统的油缸中的油体吸出或排入，通过补充活塞缸的作用下实现了对液压系统的油缸压力的补偿；

所述工控机采用模糊控制与PID控制原理，工控机首先控制液压系统进行粗加载，压力变送器将液压系统的压力信号反馈给工控机，在液压系统输出力值接近设定目标校准力时，工控机控制微加载装置工作进行微加载，微加载装置的补偿活塞缸对液压系统的油缸进行实时补偿，实现液压系统输出力值的精确实时稳定控制，最终提供精确而稳定的校准力值。