【技术实现步骤摘要】
姿控发动机矢量推力测量装置校准控制系统及方法
本专利技术涉及航天液体发动机试验领域，具体涉及7500N姿控发动机高空模拟试验前后，姿控发动机矢量推力测量装置校准控制系统及方法。
技术介绍
推力的传统测量方法是将发动机直接悬挂于传感器上，由传感器承受发动机的重量，然后进行推力测量，传感器的应变片变形1倍于发动机的推力。7500N姿控发动机是月球探测工程中月球着陆探测器动力系统的主发动机，其推力变化范围为1500N～7500N，用于实现月球着陆探测器近月制动、动力下降等软着陆任务需求。为了满足空间工作获得高比冲性能，发动机的喷管采用大扩张比，但是由于加工精度的限制，会形成发动机的几何尺寸不对称性，并且在高温高压情况下，发动机喉部与喷管的变形以及燃气在喷管内的不对称流动，导致发动机推力作用线偏离发动机中心轴线，从而产生了推力偏心，出现侧向推力和推力矢量绕推进器质心的力矩。侧向力和力矩的产生将导致月球着陆探测器轨道偏移，此时需要通过调整姿控发动机的工作姿态使得探测器轨道准确。如果侧向力及力矩过大，姿控发动机将频繁调姿，从而给月球着陆探测器带来推进剂消耗过多以及降落地点难以...
【技术保护点】
1.一种姿控发动机矢量推力测量装置校准控制系统，其特征在于：包括控制模块、采集模块单元、存储模块、数据处理模块和加载机构；所述加载机构包括转接盘、标准力传感器和电动缸，所述标准力传感器为单分力传感器；所述转接盘用于安装连接被校准对象，所述被校准对象为六分力传感器，所述标准力传感器的一端与转接盘连接，另一端与电动缸伸缩杆连接；所述采集模块单元包括采集模块和放大模块，用于采集和放大标准力传感器和六分力传感器的测量数值；所述控制模块用于实现电动缸伸缩量的控制，电动缸输出校准力给标准力传感器，标准力传感器通过转接盘将校准力传递给六分力传感器；所述采集模块单元采集的数值传输给存储模块...
【技术特征摘要】
1.一种姿控发动机矢量推力测量装置校准控制系统，其特征在于：包括控制模块、采集模块单元、存储模块、数据处理模块和加载机构；所述加载机构包括转接盘、标准力传感器和电动缸，所述标准力传感器为单分力传感器；所述转接盘用于安装连接被校准对象，所述被校准对象为六分力传感器，所述标准力传感器的一端与转接盘连接，另一端与电动缸伸缩杆连接；所述采集模块单元包括采集模块和放大模块，用于采集和放大标准力传感器和六分力传感器的测量数值；所述控制模块用于实现电动缸伸缩量的控制，电动缸输出校准力给标准力传感器，标准力传感器通过转接盘将校准力传递给六分力传感器；所述采集模块单元采集的数值传输给存储模块存储，所述存储模块对六分力传感器采集到的数据进行以下形式的存储，将六分力传感器的输出分量列矩阵表示：其中，为在X方向加力时六分力传感器的电压输出值；Fx为进行X方向校准时的标准力传感器的加载力值；其中，为在Y方向加力时六分力传感器的电压输出值；Fy为进行Y方向校准时的标准力传感器的加载力值；其中，为在Z方向加力时六分力传感器的电压输出值；Fz为进行Z方向校准时的标准力传感器的加载力值；其中，为在Mx方向加力时六分力传感器的电压输出值；Mx为进行X方向校准时加载扭矩值，由扭矩加载的标准力传感器输出力值乘加载力臂长度得到；其中，为在My方向加力时六分力传感器的电压输出值；My为进行Y方向校准时加载扭矩值，由扭矩加载的标准力传感器输出力值乘加载力臂长度得到；其中，为在Mz方向加力时六分力传感器的电压输出值；Mz为进行Z方向校准时加载扭矩值，由扭矩加载的标准力传感器输出力值乘加载力臂长度得到；为六分力传感器系数矩阵；存储模块将存储的数据传输给数据处理模块，数据处理模块包括解耦模块，解耦模块对数据进行解耦运算，步骤如下：步骤一、将校准方程(式1-1)～(式1-6)归一化并写成矩阵形式，则有：其中：wi1＝vi1/Fx、wi2＝vi2/Fy、wi3＝vi3/Fz、wi4＝vi4/Mx、wi5＝vi5/My、wi6＝vi6/Mz，i＝1～6；简记为：D6×6×W6×6＝E6×6其中，E6×6为单位矩阵，D6×6定义为系数矩阵，W6×6定义为耦合矩阵；步骤二、系数矩阵解耦：对系数矩阵D6×6进行求取逆运算，D6×6＝W6×6-1(式1-8)步骤三、系数矩阵修正：用求逆运算得到的系数矩阵D6×6替代被校准的六分力传感器的实验室系数矩阵，在实际发动机矢量推力测量过程中，得到传感器的实际电压输出矩阵vi1，代入下式即可得到六个方向的力值；实际输出电压时，实际输出力值表达式为：2.根据...
【专利技术属性】
技术研发人员：王宏亮，徐造林，李志勋，刘丽宁，赵曙，李广会，王朋军，赵政社，汪林，李亮，
申请(专利权)人：西安航天动力试验技术研究所，
类型：发明
国别省市：陕西,61
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