一种航天发动机燃油供应系统控制时序的数字化实现方法技术方案

本发明专利技术涉及一种航天发动机燃油供应系统控制时序的数字化实现方法，将发动机燃油供应系统工作过程所需的时序数字化，数字化的时序在发动机控制器中执行。控制时序的数字化有利于在较小的存储空间中存储复杂的控制过程和状态参数。同时，数字化的执行方式具有响应快、运算速度高等优势，提高了控制时序的时间响应精度，时间误差可控制在1ms范围内；通过数字化的时序控制方式，可以实现发动机燃油泵的转速/燃料流量动态调节、多路阀门的开关控制，实现燃料喷注分配控制，由此达到燃油供应量精确控制的目的。

【技术实现步骤摘要】


本专利技术涉及一种航天发动机燃油供应系统控制时序的数字化实现方法，针对航天发动机燃油供应系统，实现了一种将其控制时序数字化的方法。

技术介绍

目前，以机械式程序配电器为核心的一套电路系统，凭借其允许通过的负载电流较大，工作可靠等优点在航天飞行器的控制系统的时序系统中得到了广泛应用。
随着航天技术的发展，飞行器的飞行时间越来越长，对飞行程序的时间精度要求越来越高，对仪器的质量、体积、功耗等也提出了更高的要求。为此，机械式程序配电器暴露出一些弱点，例如它的时间精度较低，一般只能达到50ms，飞行时间越长，要求机械式程序配电器的台数亦需增多，从而质量、体积等就相应增加。
此外，飞行器控制系统中的制导系统和测量系统都已经或正在向数字化方向发展。作为飞行器控制系统中的重要组成部分之一的时序系统也应朝着数字化方向发展。数字仪器将逐渐取代机械式程序配电器。随着计算机技术的不断提高，新型的数字化时序系统正在向着体积更小、重量更轻、时间精度更高的方向发展中。
传统航天飞行器的控制系统使用的时序系统以机械式程序配电器为核心，时间精度低、体积大、质量重已不能满足现代航天飞行器的发展需求。

技术实现思路

要解决的技术问题
为了避免现有技术的不足之处，本专利技术提出一种航天发动机燃油供应系统控制时序的数字化实现方法。
技术方案
一种航天发动机燃油供应系统控制时序的数字化实现方法，其特征在于步骤如下：
步骤1：DEEC将时序所属指令、时序的控制对象、执行条件转换为二进制数值代码，将时序信息的控制内容先按照当量比转换为整数，再转换为二进制代码，完成时序的数字化；
所述时序所属指令是指指令属于发动机哪一个工作阶段，发动机的工作阶段为：启动、点火、稳定状态和关机；
所述时序的控制对象为：转速、流量和阀门；
所述执行条件为：时刻和状态参数；所述状态参数为：压力和温度
所述时序信息的控制内容为：指令转速的流量大小，及阀门通道的开关状态；
步骤2：将转换后的二进制代码组合成时序信息包，重组后的时序信息格式如下：
所属指令 执行时刻 执行条件 被控对象 控制信息1 控制信息2 …… 其中各字段含义为：
字段名称 长度 含义 所属指令 2字节 该组时序对应的飞控指令编号 执行时间 4字节 该时序执行的时间，单位ms 执行条件 4字节 描述当前时序执行条件为高度、压力、温度 被控对象 2字节 该时序的控制对象编号为转速/燃油流量、阀门等的编码代号 控制信息 4字节 被控对象的动作指令为目标转速、流量大小、电磁阀的动作 步骤3：以时序信息包作为数据域data，在前端添加前驱指针prev，后端添加后驱指针next，构成一个双循环链表的结点；
将双循环链表的结点连接构成双循环链表，表前设有的区别不同时序组的Head；
步骤4：按照时序所属指令，将时序结点添加进对应指令的时序指令组中，在组内按照执行时间的先后顺序将时序结点添加进双循环链表中；
所述添加进双循环链表中的过程如下，如新加结点的执行时间介于“am”和“am+1”结点之间。未增加结点前，“am”的后驱指针指向“am+1”，“am+1”的前驱指针指向“am”。增加结点时，“am”的后驱指针改为指向当前新增节点“ai”，“ai”的前驱指针指向“am”，“am+1”的前驱指针改为指向“ai”，“ai”的后驱指针指向“am+1”，完成在双循环链表中结点的增加；
步骤5：当所有时序全部添加进对应的时序链表中后，时序的数字化过程完成。
有益效果
本专利技术提出的一种航天发动机燃油供应系统控制时序的数字化实现方法，将发动机燃油供应系统工作过程所需的时序数字化，数字化的时序在发动机控制器中执行。控制时序的数字化有利于在较小的存储空间中存储复杂的控制过程和状态参数。同时，数字化的执行方式具有响应快、运算速度高等优势，提高了控制时序的时间响应精度，时间误差可控制在1ms范围内；通过数字化的时序控制方式，可以实现发动机燃油泵的转速/燃料流量动态调节、多路阀门的开关控制，实现燃料喷注分配控制，由此达到燃油供应量精确控制的目的。
本时序的数字化处理方式可以用以多组时序的串行/并行操作处理，可根据实际需求，向发动机控制器的电子控制单元中添加新的工作时序组，从而为发动机控制器扩展出新的控制功能，增强发动机控制器的可扩展性。
本专利技术能够达到如下效果：
1、将复杂的控制过程数字化、逻辑化，简化了控制过程；
2、时序响应的时间误差控制在在1ms范围内，提高了时间响应精度；
3、具有多通道、多状态协同处理的能力；
4、能够实现控制指令的功能扩展，增强了控制器的可扩展性。
附图说明
图1：双循环链表的结点结构
图2：双循环链表
图3：双循环链表增加结点的示意图
图4：时序1的数字化结果
图5：时序2的数字化结果
图6：时序4的数字化结果
图7：时序5的数字化结果
图8：时序7的数字化结果
具体实施方式
现结合实施例、附图对本专利技术作进一步描述：
发动机燃油供应系统控制时序包含时序所属指令、时序信息、以及时序信息相互间的衔接关系。其中，时序信息包括了其执行条件(包含了时刻、状态参数条件)、时序的控制对象(如转速、流量、阀门等)、时序信息的控制内容(如指令转速/流量大小，阀门通道/开关状态等)。时序信息相互间的衔接关系用于标明其执行先后关系。
控制时序：时序所属指令、时序信息、时序信息相互间的衔接关系
时序信息：执行条件、时序的控制对象、时序信息的控制内容；
执行条件：时刻、状态参数、
状态参数：压力和温度
时序的控制对象：转速、流量、阀门
时序信息的控制内容：指令转速的流量大小，阀门通道的开关状态
时序所属指令：发动机的工作阶段：启动、点火、稳定状态、关机
发动机燃油供应控制系统的核心为数字电子控制器(DEEC)，DEEC首先将配置的时序数字化，然后将时序信息进行组包，按照时序所属指令，及执行时间的先后顺序将其添加进对应指令的时序指令组中，形成数字化的时序链表。具体操作流程如下：(1)DEEC将时序所属指令、时序的控制对象、执行条件转换为二进制数值代码，将时序信息的控制内容先按照当量比转换为整数，再转换为二进制代码，完成时序的数字化。
(2)对转换后的二进制代码按照一定的格式进行组合成时序信息包，重组后的时序信息格式如下所示。
所属指令 执行时刻 执行条件 被控对象 控制信息1 控制信息2 …… 其中各字段含义如表1：
表1时序各字段含义
字段名称 长度 含义 所属指令 2字节 该组时序对应的飞控指令编号 执行时间 4字节 该时序执行的时间(单位ms) 执行条件 4字节 描述当前时序执行条件(高度、压力、温度等) 被控对象 2字节 该时序的控制对象编号(转速/燃油流量、阀门等的编码代号) 控制信息 4字节 被控对象的动作指令(目标转速、流量大小、电磁阀的动作) (3)对时序信息包添加前驱指针、后驱指针，时序信息包作为数据域，构成一个双循环链表的结点。双循环链表中的每个结点包含一个前驱指针、数据域，和一个后驱指针，双循环链结点的结构如图1所示。有时序结点构成的双循环链表如图2所示，其中“Head”用于区别不本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种航天发动机燃油供应系统控制时序的数字化实现方法，其特征在于步骤如下：步骤1：DEEC将时序所属指令、时序的控制对象、执行条件转换为二进制数值代码，将时序信息的控制内容先按照当量比转换为整数，再转换为二进制代码，完成时序的数字化；所述时序所属指令是指指令属于发动机哪一个工作阶段，发动机的工作阶段为：启动、点火、稳定状态和关机；所述时序的控制对象为：转速、流量和阀门；所述执行条件为：时刻和状态参数；所述状态参数为：压力和温度所述时序信息的控制内容为：指令转速的流量大小，及阀门通道的开关状态；步骤2：将转换后的二进制代码组合成时序信息包，重组后的时序信息格式如下：所属指令执行时刻执行条件被控对象控制信息1控制信息2……其中各字段含义为：字段名称长度含义所属指令2字节该组时序对应的飞控指令编号执行时间4字节该时序执行的时间，单位ms执行条件4字节描述当前时序执行条件为高度、压力、温度被控对象2字节该时序的控制对象编号为转速/燃油流量、阀门等的编码代号控制信息4字节被控对象的动作指令为目标转速、流量大小、电磁阀的动作步骤3：以时序信息包作为数据域data，在前端添加前驱指针prev，后端添加后驱指针next，构成一个双循环链表的结点；将双循环链表的结点连接构成双循环链表，表前设有的区别不同时序组的Head；步骤4：按照时序所属指令，将时序结点添加进对应指令的时序指令组中，在组内按照执行时间的先后顺序将时序结点添加进双循环链表中；所述添加进双循环链表中的过程如下，如新加结点的执行时间介于“am”和“am+1”结点之间。未增加结点前，“am”的后驱指针指向“am+1”，“am+1”的前驱指针指向“am”。增加结点时，“am”的后驱指针改为指向当前新增节点“ai”，“ai”的前驱指针指向“am”，“am+1”的前驱指针改为指向“ai”，“ai”的后驱指针指向“am+1”，完成在双循环链表中结点的增加；步骤5：当所有时序全部添加进对应的时序链表中后，时序的数字化过程完成。...

【技术特征摘要】
1.一种航天发动机燃油供应系统控制时序的数字化实现方法，其特征在于步骤如下：
步骤1：DEEC将时序所属指令、时序的控制对象、执行条件转换为二进制数值
代码，将时序信息的控制内容先按照当量比转换为整数，再转换为二进制代码，完成
时序的数字化；
所述时序所属指令是指指令属于发动机哪一个工作阶段，发动机的工作阶段为：
启动、点火、稳定状态和关机；
所述时序的控制对象为：转速、流量和阀门；
所述执行条件为：时刻和状态参数；所述状态参数为：压力和温度
所述时序信息的控制内容为：指令转速的流量大小，及阀门通道的开关状态；
步骤2：将转换后的二进制代码组合成时序信息包，重组后的时序信息格式如下：
所属指令
执行时刻
执行条件
被控对象
控制信息1
控制信息2
……
其中各字段含义为：
字段名称
长度
含义
所属指令
2字节
该组时序对应的飞控指令编号
执行时间
4字节
该时序执行的时间，单位ms
执行条件
4字节
描述当前时序执行条件为高度、压力、温度
被控对...

【专利技术属性】
技术研发人员：马瑞卿，张震，李锐，肖晨曦，韩伟健，
申请(专利权)人：西北工业大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61