CN111520256B - 一种火箭发动机综合控制方法 - Google Patents

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Abstract

本公开提供了一种火箭发动机综合控制方法，包括初始运行步骤、指令接收步骤、指令判断步骤、指令执行步骤等，其中，由电动发动机综合控制系统接受、判断并执行指令，若为单路指令，由非周期性指令处理模块执行操作；若为时统信号，由点火时序模块和周期性数据下发模块执行操作。本公开所述的火箭发动机综合控制方法简化了推进剂泵变转速的调节方法，通过调节电机转速，达到改变发动机推力的目的；其中的电动发动机综合控制系统运行在数字信号处理器上，可靠性高，时间控制精度高，可以处理大规模数据下发的接收和处理，且具有较强的可移植性。

Description

一种火箭发动机综合控制方法
技术领域
本公开属于发动机技术领域，具体涉及一种火箭发动机综合控制方法。
背景技术
液体火箭发动机综合控制系统作为控制液体火箭电动发动机试车的神经中枢，是火箭系统的重要组成部分，其稳定性及其可靠性对整个液体火箭电动发动机的整体效能具有关键的意义。液体火箭电动发动机综合控制系统用于试验室、总装厂等试车测试任务，负责液体火箭发动机试车测试的所有控制命令执行。
在传统火箭系统中，发动机控制软件一般是基于Windows平台进行软件设计，完成相应时间节点的动作控制。开发环境大多也是使用的微软系统生态开发软件，如VC，VS等软件，虽然具有良好的可操作性和图形开发能力，但其可靠性差，控制精度不足，并且高度绑定微软生态，容易造成软件的重复开发，造成人力、物力和财力的浪费。
发明内容
为了解决上述技术问题中的至少一个，本公开提供了一种火箭发动机综合控制方法。
本公开的技术方案如下：
一种火箭发动机综合控制方法，包括以下步骤：
系统初始化，运行点火；
电动发动机综合控制系统接收发动机显控终端下发的指令；所述发动机显控终端为有显示界面的控制终端系统，与电动发动机综合控制系统约定通讯协议；发动机显控终端下发约定的协议命令码，电动发动机综合控制系统完成协议功能的执行，发动机显控终端将协议执行结果显示于显示界面上；
电动发动机综合控制系统判断接收到的指令类型，所述指令类型包括单路指令和时统信号；
若为单路指令，由非周期性指令处理模块执行操作；若为时统信号，由点火时序模块和周期性数据下发模块执行操作；
所述的非周期性指令处理模块：接收单路指令，将指令发送给发动机泵控制器进行转速控制，并将指令执行是否成功的结果返回给发动机显控终端；
所述的点火时序模块：接收到时统信号，开中断，按照点火之前装订的时序参数，进入固定的控制周期运行模式，在时序参数点，按照约定的通讯协议执行时序控制；
所述的周期性数据下发模块：接收到时统信号，在固定的控制周期把发动机泵控制器的特性数据进行周期性下发，并将特性数据结果返回给发动机显控终端；所述特性数据包括发动机泵控制器转速数据、状态数据；
所述的电动发动机综合控制系统运行于数字信号处理器上。
进一步地，所述的电动发动机综合控制系统运行于数字信号处理器上，所述数字信号处理器内置一个以上的内核。
进一步地，所述的电动发动机综合控制系统运行于数字信号处理器上，所述数字信号处理器内置4个内核。
进一步地，所述的电动发动机综合控制系统运行于数字信号处理器上，所述数字信号处理器为FT-Q6713J/500R，内置4个主频500MHz的内核。
进一步地，所述的固定的控制周期为预设值。
进一步地，所述的固定的控制周期为5ms-20ms。
进一步地，所述的固定的控制周期为10ms。
进一步地，所述的时序控制包括：智能锂电池供断电控制、电机转速控制、阀门开闭合控制、发动机火花塞点火控制
进一步地，所述的时统信号为持续100ms以上的直流28V高电平脉冲。
推力调节是提高液体火箭发动机适应性的关键。变推力可方便实现火箭最佳推力控制和飞行大风区减载设计，大幅度提高运载能力，用于载人飞行则可有效控制过载，显著提高火箭机动性能和多任务适应能力。液体火箭变推力电动发动机试车成功与否的重要依据，在于试车的指令控制及试车数据周期性下发的响应速度。
本公开所述的火箭发动机综合控制方法，用于液体火箭的变推力电动发动机试车场景，该方法用于液体火箭变推力电动发动机试车的指令控制及试车数据的进行周期性下发，简化了推进剂泵变转速的调节方法，通过调节电机转速，达到改变发动机推力的目的；其中的电动发动机综合控制系统运行在DSP上，可靠性高，时间控制精度高，可以处理大规模数据下发的接收和处理，且该系统的可移植性较强，避免了传统发动机控制软件的重复开发，造成人力、物力和财力的浪费的问题。
附图说明
附图示出了本公开的示例性实施方式，并与其说明一起用于解释本公开的原理，其中包括了这些附图以提供对本公开的进一步理解，并且附图包括在本说明书中并构成本说明书的一部分。
图1为本公开所述火箭发动机综合控制一个实施方式的工作流程示意图。
图2为是本公开所述电动发动机综合控制系统系统模块图。
具体实施方式
下面结合附图和实施方式对本公开作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于解释相关内容，而非对本公开的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本公开相关的部分。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本公开中的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施方式来详细说明本公开。
实施例1
如图1、图2所示，
一种火箭发动机综合控制方法，包括以下步骤：
系统初始化，运行点火；
电动发动机综合控制系统接收发动机显控终端下发的指令；所述发动机显控终端为有显示界面的控制终端系统，与电动发动机综合控制系统约定通讯协议；发动机显控终端下发约定的协议命令码，电动发动机综合控制系统完成协议功能的执行，发动机显控终端将协议执行结果显示于显示界面上；
电动发动机综合控制系统判断接收到的指令类型，所述指令类型包括单路指令和时统信号；
若为单路指令，由非周期性指令处理模块执行操作；若为时统信号，由点火时序模块和周期性数据下发模块执行操作；
所述的非周期性指令处理模块：接收单路指令，将指令发送给发动机泵控制器进行转速控制，并将指令执行是否成功的结果返回给发动机显控终端；
所述的点火时序模块：接收到时统信号，开中断，按照点火之前装订的时序参数，进入10ms控制周期运行模式，在时序参数点，进行阀门开闭合控制和电机转速控制，给发动机泵控制器发送不同转速的指令；
所述的周期性数据下发模块：接收到时统信号，每10ms控制周期把发动机泵控制器的特性数据进行周期性下发，并将特性数据结果返回给发动机显控终端；所述特性数据包括发动机泵控制器转速数据、状态数据；
所述的电动发动机综合控制系统运行于数字信号处理器上，所述数字信号处理器为FT-Q6713J/500R，内置4个主频500MHz的内核。
所述的时统信号为持续100ms以上的直流28V高电平脉冲。
实施例2
一种火箭发动机综合控制方法，包括以下步骤：
系统初始化，运行点火；
电动发动机综合控制系统接收发动机显控终端下发的指令；所述发动机显控终端为有显示界面的控制终端系统，与电动发动机综合控制系统约定通讯协议；发动机显控终端下发约定的协议命令码，电动发动机综合控制系统完成协议功能的执行，发动机显控终端将协议执行结果显示于显示界面上；
电动发动机综合控制系统判断接收到的指令类型，所述指令类型包括单路指令和时统信号；
若为单路指令，由非周期性指令处理模块执行操作；若为时统信号，由点火时序模块和周期性数据下发模块执行操作；
所述的非周期性指令处理模块：接收单路指令，将指令发送给发动机泵控制器进行转速控制，并将指令执行是否成功的结果返回给发动机显控终端；
所述的点火时序模块：接收到时统信号，开中断，按照点火之前装订的时序参数，进入5ms控制周期运行模式，在时序参数点，进行智能锂电池供断电控制，控制智能锂电池的供电或断电；
所述的周期性数据下发模块：接收到时统信号，每5ms控制周期把发动机泵控制器的特性数据进行周期性下发，并将特性数据结果返回给发动机显控终端；所述特性数据包括发动机泵控制器转速数据、状态数据；
所述的电动发动机综合控制系统运行于数字信号处理器上，所述数字信号处理器内置6个内核。
所述的时统信号为持续100ms以上的直流28V高电平脉冲。
实施例3
一种火箭发动机综合控制方法，包括以下步骤：
系统初始化，运行点火；
电动发动机综合控制系统接收发动机显控终端下发的指令；所述发动机显控终端为有显示界面的控制终端系统，与电动发动机综合控制系统约定通讯协议；发动机显控终端下发约定的协议命令码，电动发动机综合控制系统完成协议功能的执行，发动机显控终端将协议执行结果显示于显示界面上；
电动发动机综合控制系统判断接收到的指令类型，所述指令类型包括单路指令和时统信号；
若为单路指令，由非周期性指令处理模块执行操作；若为时统信号，由点火时序模块和周期性数据下发模块执行操作；
所述的非周期性指令处理模块：接收单路指令，将指令发送给发动机泵控制器进行转速控制，并将指令执行是否成功的结果返回给发动机显控终端；
所述的点火时序模块：接收到时统信号，开中断，按照点火之前装订的时序参数，进入20ms控制周期运行模式，在时序参数点，进行发动机火花塞点火控制，控制发动机火花塞点火；
所述的周期性数据下发模块：接收到时统信号，每20ms控制周期把发动机泵控制器的特性数据进行周期性下发，并将特性数据结果返回给发动机显控终端；所述特性数据包括发动机泵控制器转速数据、状态数据；
所述的电动发动机综合控制系统运行于数字信号处理器上，所述数字信号处理器内置2个内核。
所述的时统信号为持续100ms以上的直流28V高电平脉冲。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例/方式”、“一些实施例/方式”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例/方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例/方式或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例/方式或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例/方式或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例/方式或示例以及不同实施例/方式或示例的特征进行结合和组合。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
本领域的技术人员应当理解，上述实施方式仅仅是为了清楚地说明本公开，而并非是对本公开的范围进行限定。对于所属领域的技术人员而言，在上述公开的基础上还可以做出其它变化或变型，并且这些变化或变型仍处于本公开的范围内。

Claims (9)

1.一种火箭发动机综合控制方法，其特征在于：包括以下步骤：
系统初始化，运行点火；
电动发动机综合控制系统接收发动机显控终端下发的指令；所述发动机显控终端为显示界面的控制终端系统，与电动发动机综合控制系统约定通讯协议；发动机显控终端下发约定的协议命令码，电动发动机综合控制系统完成协议功能的执行，发动机显控终端将协议执行结果显示于显示界面上；
电动发动机综合控制系统判断接收到的指令类型，所述指令类型包括单路指令和时统信号；
若为单路指令，由非周期性指令处理模块执行操作；若为时统信号，由点火时序模块和周期性数据下发模块执行操作；
所述的非周期性指令处理模块：接收单路指令，将指令发送给发动机泵控制器进行转速控制，并将指令执行是否成功的结果返回给发动机显控终端；
所述的点火时序模块：接收到时统信号，开中断，按照点火之前装订的时序参数，进入固定的控制周期运行模式，在时序参数点，按照约定的通讯协议执行时序控制；
所述的周期性数据下发模块：接收到时统信号，在固定的控制周期把发动机泵控制器的特性数据进行周期性下发，并将特性数据结果返回给发动机显控终端；所述特性数据包括发动机泵控制器转速数据、状态数据；
所述的电动发动机综合控制系统运行于数字信号处理器上。
2.根据权利要求1所述的火箭发动机综合控制方法，其特征在于：
所述的电动发动机综合控制系统运行于数字信号处理器上，所述数字信号处理器内置一个以上的内核。
3.根据权利要求2所述的火箭发动机综合控制方法，其特征在于：
所述的电动发动机综合控制系统运行于数字信号处理器上，所述数字信号处理器内置4个内核。
4.根据权利要求3所述的火箭发动机综合控制方法，其特征在于：
所述的电动发动机综合控制系统运行于数字信号处理器上，所述数字信号处理器为FT-Q6713J/500R，内置4个主频500MHz的内核。
5.根据权利要求1所述的火箭发动机综合控制方法，其特征在于：所述的固定的控制周期为预设值。
6.根据权利要求5所述的火箭发动机综合控制方法，其特征在于：所述的固定的控制周期为5ms-20ms。
7.根据权利要求6所述的火箭发动机综合控制方法，其特征在于：所述的固定的控制周期为10ms。
8.根据权利要求1所述的火箭发动机综合控制方法，其特征在于：所述的时序控制包括：智能锂电池供断电控制、电机转速控制、阀门开闭合控制、发动机火花塞点火控制。
9.根据权利要求1所述的火箭发动机综合控制方法，其特征在于：所述的时统信号为持续100ms以上的直流28V高电平脉冲。
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