一种基于可调文氏管的流量闭环控制方法及装置制造方法及图纸

本申请提供了一种基于可调文氏管的流量闭环控制方法及装置，涉及航空航天技术领域，所述方法包括：采集当前时刻的可调文氏管的实际流量，根据当前时刻的目标流量，得到第一流量偏差；利用当前时刻的压力增益系数和压力增量，得到第二流量偏差；根据第一流量偏差和第二流量偏差，计算阀芯从当前时刻到下一时刻的阀芯位移增量；按照阀芯位移增量控制阀芯控制器输出对应脉冲，使阀芯移动，从而控制可调文氏管的流量。本申请在每个控制周期均补偿了压力波动和变化所带来的偏差，提高了流量控制精度。度。度。

【技术实现步骤摘要】
一种基于可调文氏管的流量闭环控制方法及装置


[0001]本申请涉及航空航天
，尤其是涉及一种基于可调文氏管的流量闭环控制方法及装置。

技术介绍

[0002]可调文氏管是火箭发动机输送系统中重要的流量调节装置，具有调节速度快，调节精度高和重复性好等优点，如图1所示。通过移动可调文氏的阀芯，改变文氏管喉部的节流面积，从而调节输送系统的流量。
[0003]目前可调文氏管的流量闭环控制方案为：设定目标流量曲线，实时对比目标流量与当前流量的差值，依据该差值调节阀门开度，从而控制实时流量趋近目标流量。
[0004]在上述技术方案中，当上游压力变化幅度较大时，控制参数不再适用，控制精度，响应时间和稳定性的变化范围大，难以控制；此外，流量信号的采集过程具有较大延迟，流量控制的响应速度较慢，对控制系统要求高，常常出现流量闭环控制过程中，实时流量滞后与目标流量，动态响应性能不够，导致难以应用于流量快速变化的过程。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本申请提供了一种基于可调文氏管的流量闭环控制方法及装置，以解决上述技术问题。
[0006]第一方面，本申请实施例提供了一种基于可调文氏管的流量闭环控制方法，包括：
[0007]采集当前时刻的可调文氏管的实际流量，根据当前时刻的目标流量，得到第一流量偏差；
[0008]利用当前时刻的压力增益系数和压力增量，得到第二流量偏差；
[0009]根据第一流量偏差和第二流量偏差，计算阀芯从当前时刻到下一时刻的阀芯位移增量；
[0010]按照阀芯位移增量控制阀芯控制器输出对应脉冲，使阀芯移动，从而控制可调文氏管的流量。
[0011]进一步，采集当前时刻的可调文氏管的实际流量，根据当前时刻的目标流量，得到第一流量偏差；包括：
[0012]利用流量传感器采集当前时刻的实际流量Q(k)，其中，当前时刻t为kT，T为控制周期，k为整数；
[0013]当前时刻的第一流量偏差ΔQ1(k)为：
[0014]ΔQ1(k)＝Q(k)
‑
Q
r
(k)
[0015]其中，Q
r
(k)为当前时刻的目标流量。
[0016]进一步，利用当前时刻的压力增益系数和压力增量，得到第二流量偏差，包括：
[0017]利用压力传感器得到当前时刻的入口压力p
in
(k)，计算入口压力增量Δp(k)：
[0018]Δp(k)＝p
in
(k)
‑
p
in
(k
‑
1)
[0019]其中，p
in
(k
‑
1)为上一时刻(k
‑
1)T的入口压力；
[0020]利用位移传感器采集上一时刻到当前时刻的阀芯位移x(k
‑
1)；
[0021]计算当前时刻的压力增益系数K
p
(k)：
[0022][0023]其中，ρ为流体密度，C
d
为流量系数，ΔA为可调文氏管流通面积梯度；
[0024]计算第二流量偏差ΔQ2(k)：
[0025]ΔQ2(k)＝K
p
(k)Δp(k)。
[0026]进一步，根据第一流量偏差和第二流量偏差，计算阀芯从当前时刻到下一时刻的阀芯位移增量；包括：
[0027]计算阀芯位移需要补偿的流量偏差：ΔQ1(k)
‑
ΔQ2(k)；
[0028]计算位移增益系数K
x
(k)：
[0029][0030]计算阀芯位移增量Δx(k)：
[0031][0032]第二方面，本申请实施例提供了一种基于可调文氏管的流量闭环控制装置，包括：
[0033]第一计算单元，用于采集当前时刻的可调文氏管的实际流量，根据当前时刻的目标流量，得到第一流量偏差；
[0034]第二计算单元，用于利用当前时刻的压力增益系数和压力增量，得到第二流量偏差；
[0035]第三计算单元，用于根据第一流量偏差和第二流量偏差，计算阀芯从当前时刻到下一时刻的阀芯位移增量；
[0036]控制单元，用于按照阀芯位移增量控制阀芯控制器输出对应脉冲，使阀芯移动，从而控制可调文氏管的流量。
[0037]进一步，所述第一计算单元具体用于：
[0038]利用流量传感器采集当前时刻的实际流量Q(k)，其中，当前时刻t为kT，T为控制周期，k为整数；
[0039]当前时刻的第一流量偏差ΔQ1(k)为：
[0040]ΔQ1(k)＝Q(k)
‑
Q
r
(k)
[0041]其中，Q
r
(k)为当前时刻的目标流量。
[0042]进一步，所述第二计算单元具体用于：
[0043]利用压力传感器得到当前时刻的入口压力p
in
(k)，计算入口压力增量Δp(k)：
[0044]Δp(k)＝p
in
(k)
‑
p
in
(k
‑
1)
[0045]其中，p
in
(k
‑
1)为上一时刻(k
‑
1)T的入口压力；
[0046]利用位移传感器采集上一时刻到当前时刻的阀芯位移x(k
‑
1)；
[0047]计算当前时刻的压力增益系数K
p
(k)：
[0048][0049]其中，ρ为流体密度，C
d
为流量系数，ΔA为可调文氏管流通面积梯度；
[0050]计算第二流量偏差ΔQ2(k)：
[0051]ΔQ2(k)＝K
p
(k)Δp(k)。
[0052]进一步，所述第三计算单元具体用于：
[0053]根据第一流量偏差和第二流量偏差，计算阀芯位移需要补偿的流量偏差：ΔQ1(k)
‑
ΔQ2(k)；
[0054]计算位移增益系数K
x
(k)：
[0055][0056]计算阀芯位移增量Δx(k)：
[0057][0058]本申请在每个控制周期均补偿了压力波动和变化所带来的偏差，提高了流量控制精度。
附图说明
[0059]为了更清楚地说明本申请具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0060]图1为本申请实施例提供的可调文氏管的示意图；
[0061]图2为本申请实施例提供的基于可调文氏管的流量闭环控制方法的流程图；
[0062]图3为本申请实施例提供的基本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于可调文氏管的流量闭环控制方法，其特征在于，包括：采集当前时刻的可调文氏管的实际流量，根据当前时刻的目标流量，得到第一流量偏差；利用当前时刻的压力增益系数和压力增量，得到第二流量偏差；根据第一流量偏差和第二流量偏差，计算阀芯从当前时刻到下一时刻的阀芯位移增量；按照阀芯位移增量控制阀芯控制器输出对应脉冲，使阀芯移动，从而控制可调文氏管的流量。2.根据权利要求1所述的基于可调文氏管的流量闭环控制方法，其特征在于，采集当前时刻的可调文氏管的实际流量，根据当前时刻的目标流量，得到第一流量偏差；包括：利用流量传感器采集当前时刻的实际流量Q(k)，其中，当前时刻t为kT，T为控制周期，k为整数；当前时刻的第一流量偏差ΔQ1(k)为：ΔQ1(k)＝Q(k)
‑
Q
r
(k)其中，Q
r
(k)为当前时刻的目标流量。3.根据权利要求2所述的基于可调文氏管的流量闭环控制方法，其特征在于，利用当前时刻的压力增益系数和压力增量，得到第二流量偏差，包括：利用压力传感器得到当前时刻的入口压力p
in
(k)，计算入口压力增量Δp(k)：Δp(k)＝p
in
(k)
‑
p
in
(k
‑
1)其中，p
in
(k
‑
1)为上一时刻(k
‑
1)T的入口压力；利用位移传感器采集上一时刻到当前时刻的阀芯位移x(k
‑
1)；计算当前时刻的压力增益系数K
p
(k)：其中，ρ为流体密度，C
d
为流量系数，ΔA为可调文氏管流通面积梯度；计算第二流量偏差ΔQ2(k)：ΔQ2(k)＝K
p
(k)Δp(k)。4.根据权利要求3所述的基于可调文氏管的流量闭环控制方法，其特征在于，根据第一流量偏差和第二流量偏差，计算阀芯从当前时刻到下一时刻的阀芯位移增量；包括：计算阀芯位移需要补偿的流量偏差：ΔQ1(k)
‑
ΔQ2(k)；计算位移增益系数K
x
(k)：...

【专利技术属性】
技术研发人员：田辉，谭广，蔡国飙，张源俊，牛啸霆，葛晅宏，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：