[发明专利]开关式姿轨控直接力发动机推力建模方法

说明书

本发明提供了一种开关式姿轨控直接力发动机推力建模方法，包括如下步骤：步骤一，将动力系统指令的时间按照对控制指令的周期整除向下取整序列化为非负整数；步骤二，将姿轨控发动机的开启与关闭的继电延迟和机械延迟等响应延迟特性按照对控制系统指令周期整除向上取整为延迟次数；步骤三，若此刻控制系统指令为开启，则将关指令复位0、开指令累增1，并转至步骤四，否则若此刻控制系统指令为关闭，则将开指令复位0、关指令累增1，转至步骤五。本发明能最大程度考虑动力系统的响应特性，保证控制系统的设计能尽可能拟合逼近姿轨控直接力发动机的实时推力值来克服动力系统的延迟特性影响。

技术领域

本发明涉及一种发动机应用领域，具体地，涉及一种开关式姿轨控直接力发动机推力建模方法。

背景技术

姿轨控发动机采用燃气推动阀体运动，其阀门采用电磁阀来控制开关启闭。电磁阀一般采用直线电机或电磁铁，但是实际的电机或电磁系统在响应上会有时间延迟：电机由于位置往返转动驱动阀芯运动需要耗时；而电磁铁是电感元件具有很强的电磁惯性,因此不管采用哪种阀门控制方式都不可能实现姿轨控动力完全意义上的无滞后快速响应，尤其阀门的关闭往往需要克服燃烧室压力做功，其延迟响应可能会更加严峻。

传统的姿轨控发动机控制系统设计一般会将可重复启闭的推力建模成方波或者三角波形式，然后通过在推力值上加上一定的随机干扰来逼近真实的动力系统推力响应；但是这种建模方式不能最大程度的呈现发动机的响应特性，尤其在控制系统设计时没有将发动机阀门的延迟考虑其中，导致控制系统启闭指令逻辑不能很好地适应姿轨控发动机本体特征，导致燃烧室腔壁压强起浮，从而不能最大程度发挥动力系统性能，影响最终的脱靶量。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种开关式姿轨控直接力发动机推力建模方法，其能最大程度考虑动力系统的响应特性，保证控制系统的设计能尽可能拟合逼近姿轨控直接力发动机的实时推力值来克服动力系统的延迟特性影响。

根据本发明的一个方面，提供一种开关式姿轨控直接力发动机推力建模方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一，将动力系统指令的时间按照对控制指令的周期整除向下取整序列化为非负整数；

步骤二，将姿轨控发动机的开启与关闭的继电延迟和机械延迟等响应延迟特性按照对控制系统指令周期整除向上取整为延迟次数；

步骤三，若此刻控制系统指令为开启，则将关指令复位0、开指令累增1，并转至步骤四，否则若此刻控制系统指令为关闭，则将开指令复位0、关指令累增1，转至步骤五；

步骤四，此时指令为开启，根据当前开启指令累计数与阀门开启延迟的大小关系，确定开启指令对应的推力值；

步骤五，此时指令为关闭，根据当前关闭指令累计数与阀门关闭延迟的大小关系，及步骤六保存的上一周期指令对应的推力值，确定关闭指令对应的推力值；

步骤六，将步骤四或步骤五中获得的推力即当前指令对应的推力值，并保存之，然后重复步骤三～步骤六。

优选地，所述步骤一将动力系统指令的时间按照对控制指令周期整除向下取整序列化为非负整数，如下式：

这里表示向下取整，t为当前指令时间(一直自然递增)，k为对时间的离散化序列值，T为控制指令周期。

优选地，所述步骤二将姿轨发动机的开启与关闭的继电延迟和机械延迟等响应延迟特性按照对控制系统指令周期整除向上取整为延迟次数，如下式：