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火箭发动机压强闭环控制半实物仿真系统

2023-05-06 11:51:10 8607

1.概述

固体火箭发动机作为航天和军事领域的重要推进装置,其性能直接影响到火箭飞行稳定性和精确性。在固体火箭发动机中,压强控制系统至关重要,因为其主要任务是维持燃烧室内的适当压强,确保燃烧过程的稳定和推力输出的精确。

传统的压强控制系统依赖于大量的实物试验和测试,耗时耗资,且存在较大的安全风险。本系统可将真实的伺服调节系统接入仿真回路,从而进行压强反馈系统控制参数调试与动态特性实时仿真分析。

2.特征优势

实时性强:基于多核并行计算技术,系统可精确模拟火箭发动机的动态响应和控制过程;

多学科联合仿真:支持多源异构模型的联合仿真,包括MWorks、MATLAB、AMESim等符合FMI标准的主流多学科模型;

硬件在环:将真实的伺服调节系统接入仿真回路,构建完整的闭环控制系统,实现硬件在环仿真(HIL),确保仿真系统的行为与真实系统一致;

支持多种闭环控制算法的设计、调试和验证,包括PID控制、模糊控制、预测控制等;

可以在仿真环境中模拟各种故障情况,进行故障分析和应急预案验证,提高系统的可靠性和安全性。

3.系统组成

主控计算机中建立的喉栓式发动机及控制器模型自动编译成嵌入式代码并下载到目标仿真机中运行,控制器输出的调节信号通过信号转接单元输出到伺服驱动器,驱动伺服电机进行喉栓位移调节,位移传感器采集喉栓位置并由AD转换模块输入到仿真系统中,实时求解燃烧室压力,根据与参考压力的偏差值继续调节喉栓位置。模拟负载系统根据当前燃烧室压强及喉栓位置输出相应的负载力并加载到喉栓传动机构上。

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