CN114233523B - 一种控制固液混合发动机推力的方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种控制固液混合发动机推力的方法及系统,方法包括:在当前采样周期内,获取固液混合发动机的当前推力;依据当前推力与目标调控推力,得到当前推力偏差,依据当前推力偏差以及历史推力偏差,得到流量增量值;依据流量增量值以及上一采样周期的历史流量值,获取流量设定值,基于流量设定值以及获取的实时流量值,得到流量偏差值;对流量偏差值进行比例、积分、微分运算,得到阀芯位移增量值,依据阀芯位移增量值以及上一采样周期的阀芯历史位移,获取阀芯位移设定值,基于阀芯位移设定值以及设置在阀芯上的位置传感器反馈的阀芯实时位移,得到阀芯位移偏差,依据阀芯位移偏差调节阀芯位移。可以提高固液混合发动机推力的控制精度。
Description
技术领域
本发明涉及自动控制技术领域,具体而言,涉及一种控制固液混合发动机推力的方法及系统。
背景技术
固液混合发动机的燃料使用固体药柱和液体氧化剂,其中,固体药柱作为固体还原剂,被浇铸于圆柱形燃烧室内,液体氧化剂通过输送系统的球阀被送入圆柱形燃烧室内,与固体还原剂发生化学反应,剧烈燃烧,释放大量能量,产生大量气体,高压高温的气体经过喷管加速成高速低温的气体,通过反作用力产生推力。在需要进行推力调节时,通过获取圆柱形燃烧室内的压力,查询压力与推力的关系式,得到当前压力对应的推力,与目标推力进行比较,依据比较结果调节球阀开度,从而改变输送至圆柱形燃烧室内的液体氧化剂流量以实现推力调节。但该控制固液混合发动机推力的方法,通过监测圆柱形燃烧室内的压力,依据压力调节球阀开度,从而调节液体氧化剂流量,改变固液发动机燃烧室压力,实现推力控制,由于压力与推力的关系式较为复杂,很难获取精确的圆柱形燃烧室压力与发动机推力的对应关系式,使得固液混合发动机推力的控制精度不高。
发明内容
有鉴于此,本发明的目的在于提供控制固液混合发动机推力的方法及系统,以提高固液混合发动机推力的控制精度。
第一方面,本发明实施例提供了控制固液混合发动机推力的方法,包括:
在当前采样周期内,获取固液混合发动机的当前推力;
依据当前推力与目标调控推力,得到当前推力偏差,依据当前推力偏差以及历史推力偏差,得到流量增量值;
依据流量增量值以及上一采样周期的历史流量值,获取流量设定值,基于流量设定值以及布设在阀芯上的流量传感器获取的实时流量值,得到流量偏差值;
对流量偏差值进行比例、积分、微分运算,得到阀芯位移增量值,依据阀芯位移增量值以及上一采样周期的阀芯历史位移,获取阀芯位移设定值,基于阀芯位移设定值以及设置在阀芯上的位置传感器反馈的阀芯实时位移,得到阀芯位移偏差,依据阀芯位移偏差调节阀芯位移。
结合第一方面,本发明实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式,其中,所述流量增量值包括:比例流量增量值、积分流量增量值以及微分流量增量值,依据当前推力偏差以及历史推力偏差,得到流量增量值,包括:
获取上一采样周期的第一推力偏差,以及上上采样周期的第二推力偏差;
基于当前推力偏差以及第一推力偏差进行比例运算,得到比例流量增量值,基于当前推力偏差以及采样时长进行积分运算,得到积分流量增量值,以及,基于当前推力偏差、第一推力偏差以及第二推力偏差进行微分运算,得到微分流量增量值;
根据比例流量增量值、积分流量增量值以及微分流量增量值,获取流量增量值。
结合第一方面的第一种可能的实施方式,本发明实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式,其中,所述基于当前推力偏差以及第一推力偏差进行比例运算,得到比例流量增量值,包括:
计算当前推力偏差与第一推力偏差的第一差值;
计算第一差值与预设的比例系数的乘积,得到比例流量增量值。
结合第一方面的第一种可能的实施方式,本发明实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式,其中,所述基于当前推力偏差以及采样时长进行积分运算,得到积分流量增量值,包括:
计算当前推力偏差、采样时长与预设的积分系数的乘积,得到积分流量增量值。
结合第一方面的第一种可能的实施方式,本发明实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式,其中,所述基于当前推力偏差、第一推力偏差以及第二推力偏差进行微分运算,得到微分流量增量值,包括:
计算当前推力偏差与两倍第一推力偏差的第二差值,以及,第二差值与第二推力偏差的第三差值;
计算第三差值与预设的微分系数的乘积,得到微分流量增量值。
第二方面,本发明实施例还提供了一种控制固液混合发动机推力的系统,包括:
主回路PID控制器,用于在当前采样周期内,获取固液混合发动机的当前推力,依据目标调控推力与当前推力,得到当前推力偏差,依据当前推力偏差以及历史推力偏差,计算得到当前采样周期的流量增量值,将流量增量值输出至副回路PID控制器;
副回路PID控制器,用于依据流量增量值以及上一采样周期的历史流量值,获取流量设定值,基于流量设定值以及布设在阀芯上的流量传感器获取的实时流量值,得到流量偏差值,对流量偏差值进行比例、积分、微分运算,得到阀芯位移增量值,基于阀芯位移设定值以及设置在阀芯上的位置传感器反馈的阀芯实时位移,得到阀芯位移偏差,将阀芯位移偏差输出至电机驱动器;
电机驱动器,用于将阀芯位移偏差,按照预设的转动映射关系,转换为用于驱动步进电机转动的脉冲量,输出至步进电机;
步进电机,用于在电机驱动器输出的脉冲量驱动下进行转动,驱动传动机构运动;
传动机构,用于将步进电机的旋转运动转化为直线运动,驱动阀芯运动;
阀芯,用于在传动机构的驱动下直线运动阀芯位移偏差以改变流通截面积,对流入燃烧室的氧化剂的流量进行控制;
可调文氏管,用于与阀芯配合,使得阀芯在不同的位置处,具有不同的流通截面积;
燃烧室,用于装入固体燃料,并提供空间供固体燃料与输入的液体氧化剂发生燃烧;
喷管,用于将燃烧室内燃烧产生的高温高压气体转为高速低压的气体喷出,以产生推力。
结合第二方面,本发明实施例提供了第二方面的第一种可能的实施方式,其中,所述传动机构包括滚珠丝杠。
结合第二方面,本发明实施例提供了第二方面的第二种可能的实施方式,其中,所述位置传感器包括光栅尺。
第三方面,本申请实施例提供了一种计算机设备,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程序,所述处理器执行所述计算机程序时实现上述方法的步骤。
第四方面,本申请实施例提供了一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器运行时执行上述的方法的步骤。
本发明实施例提供的控制固液混合发动机推力的方法及系统,通过在当前采样周期内,获取固液混合发动机的当前推力;
依据当前推力与目标调控推力,得到当前推力偏差,依据当前推力偏差以及历史推力偏差,得到流量增量值;
依据流量增量值以及上一采样周期的历史流量值,获取流量设定值,基于流量设定值以及布设在阀芯上的流量传感器获取的实时流量值,得到流量偏差值;
对流量偏差值进行比例、积分、微分运算,得到阀芯位移增量值,依据阀芯位移增量值以及上一采样周期的阀芯历史位移,获取阀芯位移设定值,基于阀芯位移设定值以及设置在阀芯上的位置传感器反馈的阀芯实时位移,得到阀芯位移偏差,依据阀芯位移偏差调节阀芯位移。这样,采用多级串联推力闭环控制,以推力为主控制因素,阀芯位移及流量为辅助控制因素进行推力控制,可以有效提高固液混合发动机推力的控制精度。
为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂,下文特举较佳实施例,并配合所附附图,作详细说明如下。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,应当理解,以下附图仅示出了本发明的某些实施例,因此不应被看作是对范围的限定,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1示出了本发明实施例所提供的控制固液混合发动机推力的方法流程示意图;
图2示出了本发明实施例所提供的控制固液混合发动机推力的系统结构示意图;
图3为本申请实施例提供的一种计算机设备300的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明实施例中附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此,以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围,而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例,本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
现有通过调节球阀开度实现固液混合发动机推力的控制方法,一方面,由于球阀的开度呈现高度非线性且具有死区,非线性使得液体氧化剂流量控制较复杂,实现推力精确控制的难度高,死区使得当控制方向改变时,空程较大,导致推力调控也具有死区,且使得控制的响应时间较长,不利于推力的精确调控;另一方面,压力与推力的关系式较为复杂,很难获取精确的燃烧室压力与固液混合发动机推力的对应关系式,因而,即便能够精确地调控压力,也不一定可以准确地调控推力。
本发明实施例提供了一种控制固液混合发动机推力的方法及系统,下面通过实施例进行描述。
图1示出了本发明实施例所提供的控制固液混合发动机推力的方法流程示意图。如图1所示,该方法包括:
步骤101,在当前采样周期内,获取固液混合发动机的当前推力;
本发明实施例中,利用布设在固液混合发动机喷管内的推力传感器,按照预先设置的采样周期采集固液混合发动机的推力。
步骤102,依据当前推力与目标调控推力,得到当前推力偏差,依据当前推力偏差以及历史推力偏差,得到流量增量值;
本发明实施例中,计算目标调控推力与当前推力的差值,得到当前推力偏差,基于当前推力偏差以及历史推力偏差获取氧化剂的流量增量值。作为一可选实施例,依据比例、积分、微分(PID,Proportional Integral Derivative)控制器对各推力偏差进行运算,基于各运算结果得到当前采样周期的流量增量值。
本发明实施例中,作为一可选实施例,流量增量值包括:比例流量增量值、积分流量增量值以及微分流量增量值,依据当前推力偏差以及历史推力偏差,得到流量增量值,包括:
A11,获取上一采样周期的第一推力偏差,以及上上采样周期的第二推力偏差;
本发明实施例中,获取上一采样周期的推力,计算该推力与目标调控推力的差值,得到第一推力偏差,以及,获取上上采样周期的推力,计算该推力与目标调控推力的差值,得到第二推力偏差。其中,上一采样周期为当前采样周期的前一采样周期,上上采样周期为上一采样周期的前一采样周期。
A12,基于当前推力偏差以及第一推力偏差进行比例运算,得到比例流量增量值,基于当前推力偏差以及采样时长进行积分运算,得到积分流量增量值,以及,基于当前推力偏差、第一推力偏差以及第二推力偏差进行微分运算,得到微分流量增量值;
本发明实施例中,推力偏差与氧化剂的流量增量值存在数学上的对应关系,为了提升该对应关系的精确度,利用PID运算获取流量增量。
A13,根据比例流量增量值、积分流量增量值以及微分流量增量值,获取流量增量值。
本发明实施例中,利用下式计算流量增量值:
式中,
Δuk为氧化剂的流量增量值;
Ts为采样时间;
ek、ek-1、ek-2分别为当前推力偏差、第一推力偏差以及第二推力偏差;
Kp、Ki、Kd分别为比例系数、积分系数以及微分系数。
本发明实施例中,作为一可选实施例,PID控制器为离散增量式PID控制器,输入为3个采样周期的推力偏差,输出为当前采样周期的流量增量值。
步骤103,依据流量增量值以及上一采样周期的历史流量值,获取流量设定值,基于流量设定值以及布设在阀芯上的流量传感器获取的实时流量值,得到流量偏差值;
本发明实施例中,为了提高流量的采集频率,流量传感器采用响应特性较好的质量流量计。
本发明实施例中,利用下式计算流量设定值:
式中,
uk为流量设定值;
uk-1为上一采样周期的历史流量值。
本发明实施例中,利用下式计算流量偏差值:
式中,
ΔQ(k)为流量偏差值;
步骤104,对流量偏差值进行比例、积分、微分运算,得到阀芯位移增量值,依据阀芯位移增量值以及上一采样周期的阀芯历史位移,获取阀芯位移设定值,基于阀芯位移设定值以及设置在阀芯上的位置传感器反馈的阀芯实时位移,得到阀芯位移偏差,依据阀芯位移偏差调节阀芯位移。
本发明实施例中,作为一可选实施例,位置传感器包括但不限于:光栅尺。
本发明实施例中,理论上,阀芯内的流量依据下式进行流量控制:
式中,
Qk为流量;
Cd为流量系数;
ΔA为阀芯的流通面积梯度;
x(k)为阀芯在时刻k的位置;
ρ为氧化剂的密度;
Δp(k)为阀芯在时刻k的入口压力与前一时刻的入口压力的压降。
对上式进行近线性化处理,可以得到:
其中,令
可以得到:
ΔQ(k)=Q(k)-Q(0)=KqΔx(k)+KcΔp(k)
式中,
本发明实施例中,阀芯的入口压力在不同时刻变化不大,可认为入口压力保持不变,即:
Δp(k)=0
因而,对流量偏差值进行比例、积分、微分运算,与阀芯位移增量值具有如下关系:
ΔQ(k)=KqΔx(k)
式中,
Δx(t)为阀芯位移增量值;
Kq、Kc为常系数。
本发明实施例中,作为一可选实施例,依据流量偏差值,得到的阀芯位移增量值为:
本发明实施例中,作为一可选实施例,副回路PID控制器依据流量偏差值,经过比例、积分、微分运算,得到当前采样周期的阀芯位移增量值,并将得到的阀芯位移增量值作为阀芯位移比较器的输入。
本发明实施例中,当采用文氏管进行流量控制时,若文氏管的纵截面为三角形,则文氏管内的阀芯的流通面积梯度为常数,若文氏管的纵截面为椭圆形,则文氏管内的阀芯的流通面积梯度为随行程变化的函数。在不同的时刻,阀芯处于不同的位置,对应的阀芯位移量也不同。
本发明实施例中,采用PI控制器或PID控制器。作为一可选实施例,采用P控制器进行流量闭环控制:
本发明实施例中,在得到阀芯位移增量值后,与上一采样周期位置传感器反馈的阀芯历史位移相加,得到阀芯位移设定值,基于阀芯位移设定值以及设置在阀芯上的位置传感器在当前采样周期反馈的阀芯实时位移,得到阀芯位移偏差。
本发明实施例中,将得到的阀芯位移偏差输出至电机驱动器,电机驱动器将阀芯位移偏差转换为脉冲量,依据脉冲量驱动步进电机发生位移,从而控制阀芯的位移,使阀芯的实际位移向阀芯位移设定值趋近,直至阀芯位移偏差为0或小于预设的位移偏差阈值,从而使实时流量值趋于流量设定值,实时推力(当前推力)趋于目标调控推力。
图2示出了本发明实施例所提供的控制固液混合发动机推力的系统结构示意图。如图2所示,该系统包括:
主回路PID控制器201,用于在当前采样周期内,获取固液混合发动机的当前推力,依据目标调控推力与当前推力,得到当前推力偏差,依据当前推力偏差以及历史推力偏差,计算得到当前采样周期的流量增量值,将流量增量值输出至副回路PID控制器;
本发明实施例中,作为一可选实施例,主回路PID控制器201包括:
推力获取单元(图中未示出),用于在当前采样周期内,获取固液混合发动机的当前推力;
推力偏差计算单元,用于依据目标调控推力与当前推力,得到当前推力偏差;
流量增量值获取单元,用于依据当前推力偏差以及历史推力偏差,计算得到当前采样周期的流量增量值。
本发明实施例中,流量增量值获取单元具体用于:
获取上一采样周期的第一推力偏差,以及上上采样周期的第二推力偏差;
基于当前推力偏差以及第一推力偏差进行比例运算,得到比例流量增量值,基于当前推力偏差以及采样时长进行积分运算,得到积分流量增量值,以及,基于当前推力偏差、第一推力偏差以及第二推力偏差进行微分运算,得到微分流量增量值;
根据比例流量增量值、积分流量增量值以及微分流量增量值,获取流量增量值。
副回路PID控制器202,用于依据流量增量值以及上一采样周期的历史流量值,获取流量设定值,基于流量设定值以及布设在阀芯上的流量传感器获取的实时流量值,得到流量偏差值,对流量偏差值进行比例、积分、微分运算,得到阀芯位移增量值,基于阀芯位移设定值以及设置在阀芯上的位置传感器反馈的阀芯实时位移,得到阀芯位移偏差,将阀芯位移偏差输出至电机驱动器;
电机驱动器203,用于将阀芯位移偏差,按照预设的转动映射关系,转换为用于驱动步进电机转动的脉冲量,输出至步进电机;
步进电机204,用于在电机驱动器输出的脉冲量驱动下进行转动,驱动传动机构运动;
传动机构205,用于将步进电机的旋转运动转化为直线运动,驱动阀芯运动;
本发明实施例中,作为一可选实施例,传动机构包括但不限于:滚珠丝杠。步进电机驱动阀芯发生直线位移,并且提供锁紧力使得阀芯保持原位置不动。
阀芯206,用于在传动机构的驱动下直线运动阀芯位移偏差以改变流通截面积,对流入燃烧室的氧化剂的流量进行控制;
本发明实施例中,阀芯通过发生直线位移,改变流通截面积,从而改变流量。阀芯上附着位置传感器,例如,光栅尺。
可调文氏管207,用于与阀芯配合,使得阀芯在不同的位置处,具有不同的流通截面积;
本发明实施例中,阀芯设置在可调文氏管中,利用可调文氏管与阀芯的配合,能够使得阀芯在不同的位置处,具有不同的流通截面积。
燃烧室208,用于装入固体燃料,并提供空间供固体燃料与输入的液体氧化剂发生燃烧;
喷管209,用于将燃烧室内燃烧产生的高温高压气体转为高速低压的气体喷出,以产生推力。
本发明实施例中,通过采用具有高度线性的可调文氏管作为执行机构,通过调节安装在可调文氏管内的阀芯的开度,从而调节氧化剂流量,控制推力。由于可调文氏管线性度高,调节速度快,使得流量调节更精准,有利于降低推力响应时间和提高推力控制精度。其次,直接以推力传感器感测的推力作为反馈量,通过推力偏差调控流量,从而达到调控推力的目的,由于直接将推力进行反馈,可以提高推力控制精度。而且,在可调文氏管内的阀芯上增加位置传感器,形成位置闭环控制,能有效提高阀芯位移精度和流量控制精度,继而提高推力控制精度。此外,采用多级串联推力闭环控制,以推力为主控制因素,阀芯位移及流量为辅助控制因素,通过监测并控制主控制因素以及辅助控制因素,可增加调控的稳定性,增加抵抗上游压力变化干扰的能力,提高推力闭环控制精度。
如图3所示,本申请一实施例提供了一种计算机设备300,用于执行图1中的控制固液混合发动机推力的方法,该设备包括存储器301、与存储器301通过总线相连的处理器302及存储在该存储器301上并可在该处理器302上运行的计算机程序,其中,上述处理器302执行上述计算机程序时实现上述控制固液混合发动机推力的方法的步骤。
具体地,上述存储器301和处理器302能够为通用的存储器和处理器,这里不做具体限定,当处理器302运行存储器301存储的计算机程序时,能够执行上述控制固液混合发动机推力的方法。
对应于图1中的控制固液混合发动机推力的方法,本申请实施例还提供了一种计算机可读存储介质,该计算机可读存储介质上存储有计算机程序,该计算机程序被处理器运行时执行上述控制固液混合发动机推力的方法的步骤。
具体地,该存储介质能够为通用的存储介质,如移动磁盘、硬盘等,该存储介质上的计算机程序被运行时,能够执行上述控制固液混合发动机推力的方法。
在本申请所提供的实施例中,应该理解到,所揭露系统和方法,可以通过其它的方式实现。以上所描述的系统实施例仅仅是示意性的,例如,所述单元的划分,仅仅为一种逻辑功能划分,实际实现时可以有另外的划分方式,又例如,多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统,或一些特征可以忽略,或不执行。另一点,所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些通信接口,系统或单元的间接耦合或通信连接,可以是电性,机械或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的,作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元,即可以位于一个地方,或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外,在本申请提供的实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中,也可以是各个单元单独物理存在,也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。
所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时,可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解,本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来,该计算机软件产品存储在一个存储介质中,包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机,服务器,或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括:U盘、移动硬盘、只读存储器(Read-Only Memory,ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory,RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
应注意到:相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项,因此,一旦某一项在一个附图中被定义,则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释,此外,术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述,而不能理解为指示或暗示相对重要性。
最后应说明的是:以上所述实施例,仅为本申请的具体实施方式,用以说明本申请的技术方案,而非对其限制,本申请的保护范围并不局限于此,尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内,其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改、变化或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本申请实施例技术方案的精神和范围。都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此,本申请的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种控制固液混合发动机推力的方法,其特征在于,包括:
在当前采样周期内,获取固液混合发动机的当前推力;
依据当前推力与目标调控推力,得到当前推力偏差,依据当前推力偏差以及历史推力偏差,得到流量增量值;
依据流量增量值以及上一采样周期的历史流量值,获取流量设定值,基于流量设定值以及布设在阀芯上的流量传感器获取的实时流量值,得到流量偏差值;
对流量偏差值进行比例、积分、微分运算,得到阀芯位移增量值,依据阀芯位移增量值以及上一采样周期的阀芯历史位移,获取阀芯位移设定值,基于阀芯位移设定值以及设置在阀芯上的位置传感器反馈的阀芯实时位移,得到阀芯位移偏差,依据阀芯位移偏差调节阀芯位移。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述流量增量值包括:比例流量增量值、积分流量增量值以及微分流量增量值,依据当前推力偏差以及历史推力偏差,得到流量增量值,包括:
获取上一采样周期的第一推力偏差,以及上上采样周期的第二推力偏差;
基于当前推力偏差以及第一推力偏差进行比例运算,得到比例流量增量值,基于当前推力偏差以及采样时长进行积分运算,得到积分流量增量值,以及,基于当前推力偏差、第一推力偏差以及第二推力偏差进行微分运算,得到微分流量增量值;
根据比例流量增量值、积分流量增量值以及微分流量增量值,获取流量增量值。
3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述基于当前推力偏差以及第一推力偏差进行比例运算,得到比例流量增量值,包括:
计算当前推力偏差与第一推力偏差的第一差值;
计算第一差值与预设的比例系数的乘积,得到比例流量增量值。
4.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述基于当前推力偏差以及采样时长进行积分运算,得到积分流量增量值,包括:
计算当前推力偏差、采样时长与预设的积分系数的乘积,得到积分流量增量值。
5.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述基于当前推力偏差、第一推力偏差以及第二推力偏差进行微分运算,得到微分流量增量值,包括:
计算当前推力偏差与两倍第一推力偏差的第二差值,以及,第二差值与第二推力偏差的第三差值;
计算第三差值与预设的微分系数的乘积,得到微分流量增量值。
6.一种控制固液混合发动机推力的系统,其特征在于,包括:
主回路PID控制器,用于在当前采样周期内,获取固液混合发动机的当前推力,依据目标调控推力与当前推力,得到当前推力偏差,依据当前推力偏差以及历史推力偏差,计算得到当前采样周期的流量增量值,将流量增量值输出至副回路PID控制器;
副回路PID控制器,用于依据流量增量值以及上一采样周期的历史流量值,获取流量设定值,基于流量设定值以及布设在阀芯上的流量传感器获取的实时流量值,得到流量偏差值,对流量偏差值进行比例、积分、微分运算,得到阀芯位移增量值,基于阀芯位移设定值以及设置在阀芯上的位置传感器反馈的阀芯实时位移,得到阀芯位移偏差,将阀芯位移偏差输出至电机驱动器;
电机驱动器,用于将阀芯位移偏差,按照预设的转动映射关系,转换为用于驱动步进电机转动的脉冲量,输出至步进电机;
步进电机,用于在电机驱动器输出的脉冲量驱动下进行转动,驱动传动机构运动;
传动机构,用于将步进电机的旋转运动转化为直线运动,驱动阀芯运动;
阀芯,用于在传动机构的驱动下直线运动阀芯位移偏差以改变流通截面积,对流入燃烧室的氧化剂的流量进行控制;
可调文氏管,用于与阀芯配合,使得阀芯在不同的位置处,具有不同的流通截面积;
燃烧室,用于装入固体燃料,并提供空间供固体燃料与输入的液体氧化剂发生燃烧;
喷管,用于将燃烧室内燃烧产生的高温高压气体转为高速低压的气体喷出,以产生推力。
7.根据权利要求6所述的系统,其特征在于,所述传动机构包括滚珠丝杠。
8.根据权利要求6所述的系统,其特征在于,所述位置传感器包括光栅尺。
9.一种计算机设备,其特征在于,包括:处理器、存储器和总线,所述存储器存储有所述处理器可执行的机器可读指令,当计算机设备运行时,所述处理器与所述存储器之间通过总线通信,所述机器可读指令被所述处理器执行时执行如权利要求1至5任一所述的控制固液混合发动机推力的方法的步骤。
10.一种计算机可读存储介质,其特征在于,该计算机可读存储介质上存储有计算机程序,该计算机程序被处理器运行时执行如权利要求1至5任一所述的控制固液混合发动机推力的方法的步骤。
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