运载火箭推力矢量控制系统的刚度测量方法、装置、系统制造方法及图纸

本申请实施例提供了一种运载火箭推力矢量控制系统的刚度测量方法、装置、系统。该刚度测量系统包括：处理器，以及分别与处理器信号连接的第一监测器、第二监测器和存储器；处理器用于根据第一关联信息确定活动体相对固定体的摆动角度，根据第二关联信息确定作动器的施力值和理论长度，并根据第一距离、第二距离、第三距离、摆动角度、施力值和理论长度，确定运载火箭推力矢量控制系统的组合刚度。本申请实施例综合考虑了运载火箭推力矢量控制系统中影响运载火箭推力矢量控制系统实际刚度的因素，可以建立更为完整的分析模型，有利于提高模型精度，不仅具有理论研究参考价值，还可适用于实际产品验收或在此基础上开展的控制系统半实物仿真试验。统半实物仿真试验。统半实物仿真试验。

【技术实现步骤摘要】
运载火箭推力矢量控制系统的刚度测量方法、装置、系统


[0001]本申请涉及航天
，具体而言，本申请涉及一种运载火箭推力矢量控制系统的刚度测量方法、装置、系统。

技术介绍

[0002]运载火箭推力矢量控制系统包括柔性喷管和作动器，用于控制运载火箭的飞行姿态。其中，柔性喷管包括相互连接且可相对摆动的固定体和活动体。在运载火箭飞行过程中，作动器推动柔性喷管的活动体相对固定体摆动，改变发动机推力的方向，从而实现为运载火箭的飞行姿态提供控制力矩。
[0003]如图1所示，运载火箭推力矢量控制系统在测试过程中，通常配合用于模拟火箭发动机真实燃气环境的测试发动机单元一起使用，测试发动机单元例如填充燃料药柱的压力容器。运载火箭推力矢量控制系统中的柔性喷管连接于测试发动机单元的输出端。
[0004]柔性喷管的摆动力矩包括在火箭发动机（或测试发动机单元）喷射状态下的摩擦力矩、弹性力矩、惯性力矩等，其中弹性力矩是由于柔性喷管中活动体相对固定体摆动时发生剪切变形引起的恢复力矩。柔性喷管的组合刚度是运载火箭推力矢量控制系统的重要指标，该指标不仅是作本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种运载火箭推力矢量控制系统的刚度测量系统，其特征在于，包括：第一监测器，用于监测运载火箭推力矢量控制系统中柔性喷管的活动体相对固定体摆动的第一关联信息；第二监测器，用于监测运载火箭推力矢量控制系统中作动器的第二关联信息；存储器，用于存储第一距离、第二距离、第三距离；所述第一距离是运载火箭推力矢量控制系统中第一支耳与所述活动体的连接点到所述活动体的摆心的距离，所述第二距离是运载火箭推力矢量控制系统中第二支耳的固定点到所述活动体的摆心的距离，所述第三距离是所述活动体处于基准位置状态下所述第一支耳与所述活动体的连接点到所述第二支耳的固定点的距离；处理器，分别与所述第一监测器、所述第二监测器和所述存储器信号连接，用于根据所述第一关联信息确定所述活动体相对所述固定体的摆动角度，根据所述第二关联信息确定所述作动器的施力值和理论长度，并根据所述第一距离、所述第二距离、所述第三距离、所述摆动角度、所述施力值和所述理论长度，确定所述运载火箭推力矢量控制系统的组合刚度。2.根据权利要求1所述的刚度测量系统，其特征在于，所述第一监测器包括：与所述活动体随动连接的摆角传感器；所述摆角传感器用于监测并向所述处理器发送因所述活动体相对所述固定体摆动所产生的关联电压值，以使所述处理器根据所述关联电压值确定所述摆动角度。3.根据权利要求2所述的刚度测量系统，其特征在于，所述第一监测器还包括：与所述活动体固定连接的倾角仪；所述倾角仪用于所述刚度测量系统处于调试状态下，监测运载火箭推力矢量控制系统中柔性喷管的活动体相对固定体摆动的调试角度，以使所述处理器根据所述调试角度和所述关联电压值确定所述摆动角度与所述关联电压值之间的线性回归拟合关系。4.根据权利要求1所述的刚度测量系统，其特征在于，所述第二监测器包括：与所述处理器信号连接的作动电流传感器；所述作动电流传感器用于监测并向所述处理器发送所述作动器的电流值，以使所述处理器根据所述电流值确定所述施力值。5.根据权利要求1所述的刚度测量系统，其特征在于，所述第二监测器包括：与所述处理器信号连接的作动位移传感器；所述作动位移传感器用于监测并向所述处理器发送所述作动器的起点位置信息和止点位置信息，以使所述处理器根据所述起点位置信息和所述止点位置信息确定所述理论长度。6.一种运载火箭推力矢量控制系统的刚度测量方法，其特征在于，获取运载火箭推力矢量控制系统中柔性喷管的活动体相对固定体摆动的第一关联信息，根据所述第一关联信息确定所述活动体相对所述固定体的摆动角度；获取运载火箭推力矢量控制系统中作动器的第二关联信息，根据所述第二关联信息确定所述作动器的施力值和理论长度；获取运载火箭推力矢量控制系统中的第一距离、第二距离和第三距离；所述第一距离是运载火箭推力矢量控制系统中第一支耳与所述活动体的连接点到所述活动体的摆心的
距离，所述第二距离是运载火箭推力矢量控制系统中第二支耳的固定点到所述活动体的摆心的距离，所述第三距离是所述活动体处于基准位置状态下所述第一支耳与所述活动体的连接点到所述第二支耳的固定点的距离；根据第一距离、第二距离、第三距离、所述摆动角度、所述施力值和所述理论长度，确定所述运载火箭推力矢量控制系统的组合刚度。7.根据权利要求6所述的刚度测量方法，其特征在于，所述获取运载火箭推力矢量控制系统中柔性喷管的活动体相对固定体摆动的第一关联信息，根据所述第一关联信息确定所述活动体相对所述固定体的摆动角度，包括：获取摆角传感器因所述活动体相对所述固定体摆动所产生的关联电压值，根据所述关联电压值确定所述摆动角度。8.根据权利要求7所述的刚度测量方法，其特征在于，所述获取摆角传感器因所述活动体相对所述固定体摆动所产生的关联电压值，根据所述关联电压值确定所述摆动角度，包括：在调试状态下获取运载火箭推力矢量控制系统中柔性喷管的活动体相对固定体摆动的调试角度，以及所述摆角传感器因所述活动体相对所述固定体摆动所产生的调试电压值；根据所述调试角度和所述调试电压值确定所述摆动角度与所述关联电压值之间的线性回归拟合关系；在测量状态下获取所述摆角...

【专利技术属性】
技术研发人员：李文超，刘百奇，王振华，刘建设，刘航，
申请(专利权)人：北京星河动力装备科技有限公司，
类型：发明
国别省市：