【技术实现步骤摘要】
一种流量调节器动态转级过程中频率特性试验系统和方法
[0001]本专利技术涉及火箭发动机起动控制及流量调节器动态特性
，尤其涉及一种流量调节器动态转级过程中频率特性试验系统和方法。
技术介绍
[0002]流量调节器是液氧/煤油补燃循环液体火箭发动机实现起动控制的重要组件，发动机起动过程中需要依靠流量调节器动态转级动作来实现发动机工况的快速爬升，此时流量调节器内部的敏感元件工作在快速运动状态。由于流量调节器在发动机系统中的上游存在燃料泵、下游存在燃气发生器，两者在发动机起动过程中均会表现出复杂的频率特性：其中燃料泵的频率会随着发动机起动过程工况快速爬升而快速增大，燃气发生器则会出现约40～200Hz的低频振荡燃烧。因此，要求流量调节器既要保证自身的敏感元件在动态转级过程中可靠工作，不受上下游其它组件频率特性的影响，而且还要求保证对上下游各组件所产生的脉动压力起到很好地阻隔作用，避免出现系统级的耦合振荡问题。
[0003]目前地面试验中，针对流量调节器转级动作仅能开展无激励试验，试验过程上、下游均为稳态边界条件，无法获得发动机实际工作中上下游组件频率扰动的情况下流量调节器动态转级过程中的频率特性。
技术实现思路
[0004]本专利技术的目的在于提供一种流量调节器动态转级过程中频率特性试验系统和方法，用于模拟发动机起动过程中，流量调节器动态转级时受上下游组件频率扰动的环境，获得流量调节器在动态转级过程中的频率特性，以及对上下游脉动压力的抑制作用，为优化流量调节器敏感元件的设计提供依据。>[0005]为了实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0006]一方面，本专利技术提供一种流量调节器动态转级过程中频率特性试验系统，包括：激励装置、流量调节器、第一控制器、第二控制器以及测控系统；
[0007]所述激励装置包括激励器和节流圈，所述节流圈与所述流量调节器任意一端的管路相连，所述激励器与所述节流圈通过管路相连；
[0008]所述测控系统用于根据所述第一控制器和所述第二控制器的延迟特性向所述第一控制器和所述第二控制器发送启动指令；所述第一控制器用于根据所述启动指令驱动所述流量调节器进行转级运动；所述第二控制器用于根据所述启动指令在所述流量调节器进行转级的同时驱动所述激励器按预设频率进行扫频；所述激励器用于为主路中的介质提供扰动；
[0009]所述节流圈用于控制激励器路产生扰动的介质的排出流量，通过调整所述激励器路流量与主路流量的比例，来控制向主路施加的压力脉动扰动的幅值大小，从而模拟所述流量调节器转级过程中受到的外界频率扰动；针对所述流量调节器和所述激励器，分别配置有多个传感器，用于测量试验过程中所述流量调节器和所述激励器各测点的脉动压力时
域信号，并根据各测点脉动压力时域信号确定流量调节器转级过程中的频率特性。
[0010]与现有技术相比，本专利技术提供的一种流量调节器动态转级过程中频率特性试验系统，包括：激励装置、流量调节器、第一控制器、第二控制器以及测控系统，激励装置包括激励器和节流圈；通过第一控制器驱动流量调节器进行转级运动，第二控制器驱动激励器按预设频率进行扫频；测控系统根据第一控制器和第二控制器的延迟特性向第一控制器和第二控制器发动启动指令，可以保证动作指令的统一性，实现在流量调节器动态转级的同时，激励装置按照预设频率进行扫频，通过激励器产生频率扰动，节流圈控制激励器路产生扰动的介质的排出流量，通过调整激励器路流量与主路流量的比例，来控制向主路施加的压力脉动扰动的幅值大小，实现模拟发动机实际起动过程流量调节器在转级过程中所受到的外界频率扰动；针对流量调节器和激励器，分别配置有多个传感器，用于测量试验过程中流量调节器和激励器各测点的脉动压力时域信号，根据各测点脉动压力时域信号即可确定流量调节器转级过程中的频率特性。本系统在流量调节器的上游或下游通过激励装置引入特定频率范围的脉动压力扰动，模拟发动机工作过程中流量调节器上/下游其他组件所产生的脉动压力扰动，更加贴近实际发动机工况，试验数据更可靠，确定的流量调节器的频率特性可以作为流量调节器敏感元件结构优化的依据，为保证发动机起动流量调节器动态转级过程的工作可靠性提供重要参考。
[0011]另一方面，本专利技术还提供一种流量调节器动态转级过程中频率特性试验方法，所述方法应用于上述流量调节器动态转级过程中频率特性试验系统，流量调节器动态转级过程中频率特性试验方法包括：
[0012]测控系统根据第一控制器和第二控制器的延迟特性向第一控制器和第二控制器发动启动指令；
[0013]第一控制器根据启动指令驱动流量调节器进行转级运动；
[0014]第二控制器根据启动指令在所述流量调节器进行转级的同时驱动激励装置中的激励器按预设频率进行扫频，所述激励器为管路中的介质提供扰动；
[0015]激励装置中的节流圈控制激励器路产生扰动的介质的排出流量，通过调整所述激励器路流量与主路流量的比例，来控制向主路施加的压力脉动扰动的幅值大小，模拟所述流量调节器转级过程中受到的外界频率扰动；
[0016]采集试验过程中所述流量调节器和所述激励器对应的各测点的脉动压力时域信号，并根据各测点脉动压力时域信号确定流量调节器转级过程中的频率特性。
[0017]与现有技术相比，本专利技术提供的流量调节器动态转级过程中频率特性试验方法的有益效果与上述技术方案所述一种流量调节器动态转级过程中频率特性试验系统的有益效果相同，此处不做赘述。
附图说明
[0018]此处所说明的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，构成本专利技术的一部分，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：
[0019]图1为本专利技术提供的一种流量调节器动态转级过程中频率特性试验系统结构示意图；
[0020]图2为本专利技术提供的一种流量调节器动态转级过程中频率特性试验方法流程图。
[0021]附图标记：
[0022]1‑
测控系统，2
‑
第一控制器，3
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第二控制器，4
‑
第一电机，5
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流量调节器，6
‑
第二电机，7
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激励器，8
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节流圈，9
‑
过滤器，10
‑
入口截止阀，11
‑
调节阀，12
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出口截止阀，13
‑
激励装置上游放置位置。
具体实施方式
[0023]为了便于清楚描述本专利技术实施例的技术方案，在本专利技术的实施例中，采用了“第一”、“第二”等字样对功能和作用基本相同的相同项或相似项进行区分。例如，第一阈值和第二阈值仅仅是为了区分不同的阈值，并不对其先后顺序进行限定。本领域技术人员可以理解“第一”、“第二”等字样并不对数量和执行次序进行限定，并且“第一”、“第二”等字样也并不限定一定不同。
[0024]需要说明的是，本专利技术中，“示例性的”本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种流量调节器动态转级过程中频率特性试验系统，其特征在于，包括：激励装置、流量调节器、第一控制器、第二控制器以及测控系统；所述激励装置包括激励器和节流圈，所述节流圈与所述流量调节器任意一端的管路相连，所述激励器与所述节流圈通过管路相连；所述测控系统用于根据所述第一控制器和所述第二控制器的延迟特性向所述第一控制器和所述第二控制器发送启动指令；所述第一控制器用于根据所述启动指令驱动所述流量调节器进行转级运动；所述第二控制器用于根据所述启动指令在所述流量调节器进行转级的同时驱动所述激励器按预设频率进行扫频；所述激励器用于为主路中的介质提供扰动；所述节流圈用于控制激励器路产生扰动的介质的排出流量，通过调整所述激励器路流量与主路流量的比例，来控制向主路施加的压力脉动扰动的幅值大小，从而模拟所述流量调节器转级过程中受到的外界频率扰动；针对所述流量调节器和所述激励器，分别配置有多个传感器，用于测量试验过程中所述流量调节器和所述激励器各测点的脉动压力时域信号，并根据各测点脉动压力时域信号确定流量调节器转级过程中的频率特性。2.根据权利要求1所述流量调节器动态转级过程中频率特性试验系统，其特征在于，所述系统还包括：入口截止阀和出口截止阀，所述入口截止阀设置在流量调节器连接管路的入口处，所述出口截止阀设置在流量调节器连接管路的出口处；所述入口截止阀和所述出口截止阀用于在试验起始状态时为所述流量调节器提供起动工况下的稳定环境。3.根据权利要求2所述流量调节器动态转级过程中频率特性试验系统，其特征在于，所述系统还包括调节阀，所述调节阀设置在所述流量调节器和所述出口截止阀之间，用于调节流量调节器下游管路的流阻，模拟发动机起动工况下流量调节器的出口压力环境。4.根据权利要求1所述流量调节器动态转级过程中频率特性试验系统，其特征在于，所述激励器在一秒内完成三十到三百赫兹的扫频变化。5.一种流量调节器动态转级过程中频率特性试验方法，所述方法应用于权利要求1
‑
4任一项所述的流量调节器动态转级过程中频率特性试验系统，其特征在于，所述流量调节器动态转级过程中频率特性试验方法包括：测控系统根据第一控制器和第二控制器的延迟特性向第一控制器和第二控制器发动启动指令；第一控制器根据启动指令驱动流量调节器进行转级运动；第二控制器根据启动指令在所述流量调节器进行转级的同时驱动激励装置中的激励器按预设频率进行扫频，所述激励器为主路中的介质提供扰动；激励装置中的节流圈控制激励器路产生扰动的介质的排出流量，通过调整所述激励器路流量与主路流量的比例，来控制向主路施加的压力脉动扰动的幅值大小，模拟所述流量...
【专利技术属性】
技术研发人员：李斌，邢理想，李鹏飞，马冬英，龚南妮，高远皓，何闯，崔星，张京，董蒙，
申请(专利权)人：西北工业大学，
类型：发明
国别省市：
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