固液变推力发动机智能控制器设计方法和系统技术方案

本发明专利技术提供了一种固液变推力发动机智能控制器设计方法和系统，包括：以固液变推力发动机的实际推力、推力误差、电动泵的功率和可变文氏管的阀门开度作为观测输入，以电动泵和可变文氏管的控制指令为控制器输出，构建目标强化学习控制器；推力误差为实际推力与固液变推力发动机的期望推力之间的误差；电动泵为固液变推力发动机的氧化剂回路的增压电动泵；电动泵为低功率电池驱动的电动泵；基于目标强化学习控制器，设计固液变推力发动机的智能控制器。本发明专利技术缓解了现有技术中存在的由于电动泵存在的低功率驱动及电池低能量密度约束导致的难控制的技术问题。的难控制的技术问题。的难控制的技术问题。

【技术实现步骤摘要】
固液变推力发动机智能控制器设计方法和系统


[0001]本专利技术涉及火箭发动机智能控制
，尤其是涉及一种固液变推力发动机智能控制器设计方法和系统。

技术介绍

[0002]一般的固液混合火箭发动机利用固体燃料与液体氧化剂通过化学反应产生推力。固体燃料以特定构型被浇筑在燃烧室中，液体氧化剂通过挤压式或泵压式增压，经液路输送系统送入燃烧室，与固体燃料产生化学反应，产生高温高压气体，经喷管加速，形成高速低温气体，向后方喷出，从而产生向前的反作用力。
[0003]而固液混合变推力火箭发动机作为其继承与发展，具有依据需求对发动机推力进行调控的功能，一般通过实时调节液路输送系统中的阀门开度或电动泵的功率大小，实现对氧化剂流量的调节，从而影响化学反应过程，控制反应释放的能量，最终实现控制发动机推力的功能。
[0004]电动泵需要携带驱动器配套使用，但是大功率驱动器死重大很难投入使用，存在低功率驱动器约束，因此，电动泵需携带功率电池，然而电池能量密度有限，电池能量消耗成为发动机控制的约束之一，进而导致了电动泵难控制的技术问题。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种固液变推力发动机智能控制器设计方法，其特征在于，包括：以固液变推力发动机的实际推力、推力误差、电动泵的功率和可变文氏管的阀门开度作为观测输入，以所述电动泵和所述可变文氏管的控制指令为控制器输出，构建目标强化学习控制器；所述推力误差为所述实际推力与所述固液变推力发动机的期望推力之间的误差；所述电动泵为所述固液变推力发动机的氧化剂回路的增压电动泵；基于所述目标强化学习控制器，设计所述固液变推力发动机的智能控制器。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：利用强化学习算法对所述目标强化学习控制器进行训练。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述强化学习算法的奖励函数为：R＝β1R
e
+β2R
p
；其中，β1和β2为奖励权重系数，且β1+β2＝1；R
e
为与推力误差的绝对值呈负相关趋势的误差奖励，R
p
为与电池功率相关的电动泵功率奖励。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，基于所述目标强化学习控制器，设计所述固液变推力发动机的智能控制器，包括：将所述智能控制器的输出端分别与所述电动泵的控制输入端和所述可变文氏管的控制输入端相连接，以使所述智能控制器基于响应于测量模块反馈的状态观测量输出的控制指令、同时控制所述电动泵和所述可变文氏管的输出液体氧化剂流量；所述测量模块用于获取所述固液变推力发动机的状态观测量；所述状态观测量包括：所述固液变推力发动机的实际推力、所述电动泵的功率和所述可变文氏管的阀门开度。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述智能控制器响应于所述测量模块反馈的状态观测量输出的控制指令，包括：用于控制所述电动泵的第一控制指令和用于控制所述可变文氏管的第二控制指令；其中，所述电动泵基于所述第一控制指令输出的第一液体氧化剂流量，与所述可变文氏管基于所述第二控制指令输出的第二液体氧化剂流量之和，为所述固液变推力发动机的推力为所述期望推力时所需要的液体...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋佳，罗雨歇，赵鸣飞，胡云龙，尚维泽，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：