一种液体火箭发动机推力保持的多变量容错控制方法技术

技术编号:44486383 阅读:17 留言:0更新日期:2025-03-04 17:51
本发明专利技术公开一种液体火箭发动机推力保持的多变量容错控制方法,包括:分析液体火箭发动机故障机理及影响特征,建立典型故障模型;将混合比作为约束量,构建面向推力保持的多变量预测优化控制器,并设计容错控制架构在典型故障注入下验证控制逻辑的性能。本发明专利技术以反映推力的燃烧室室压为被控量,混合比为约束量,流量调节器阀芯、燃料主阀开度为控制量,基于神经网络预测模型离线训练,以及根据含罚函数的误差、控制量二次型指标在线滚动优化,解算出对于推力保持更优的控制量,并使混合比最大变化量较小、比冲较高。本发明专利技术使发动机发生故障后减少推力的瞬态损失和稳态损失,在主级工况满足推力保持和混合比约束的需求,对故障具有较强的容错能力。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于液体火箭发动机控制与仿真领域,具体涉及一种液体火箭发动机推力保持的多变量容错控制方法


技术介绍

1、液体火箭发动机(lre,liquid-propellant rocket engine)是航天运载火箭的心脏,它能够将携带的液体推进剂的化学能在热力组件中转化为热能,在喷管中将热能转化为喷出气体的动能,从而产生推力。由于发动机恶劣的工作环境,易诱发各种故障以影响火箭飞行任务,而不同的故障模式下,发动机的内部参数会表征不同的变化规律,因此针对液体火箭发动机故障特性的研究是国内外研究的热点。为了对液体火箭发动机的故障特性进行分析,在液体火箭发动机试验成本昂贵导致发动机试车故障样本数据较为缺乏的情况下,开展火箭发动机故障建模技术研究是提高动力系统工作可靠性和安全性的必由之路。

2、推力作为火箭发动机状态的核心表征参数,其输出直接关系到火箭是否能够安全、可靠地飞行,因而是发动机最重要的性能衡量指标之一。当发动机发生故障后,推力将出现衰退的情况,此时发动机推力保持容错控制技术将尽可能减少推力的损失。混合比定义为发动机消耗氧化剂和燃料的质量流本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种液体火箭发动机推力保持的多变量容错控制方法,其特征在于,包括以下步骤:

2.如权利要求1所述的一种液体火箭发动机推力保持的多变量容错控制方法,其特征在于,氧预压涡轮叶片烧蚀故障影响参数特征为涡轮效率及转速出现下降,氧主泵汽蚀故障影响参数特征为泵扬程及泵后压力出现下降,燃烧室燃气泄漏故障影响参数特征为组件流出流量出现上升、组件压力出现下降。

3.如权利要求2所述的一种液体火箭发动机推力保持的多变量容错控制方法,其特征在于,通过引入故障因子参数F对发动机元部件数学模型参数D进行修正的方法进行发动机典型故障模型建立,F代表发动机元部件发生故障的严重程度;

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【技术特征摘要】

1.一种液体火箭发动机推力保持的多变量容错控制方法,其特征在于,包括以下步骤:

2.如权利要求1所述的一种液体火箭发动机推力保持的多变量容错控制方法,其特征在于,氧预压涡轮叶片烧蚀故障影响参数特征为涡轮效率及转速出现下降,氧主泵汽蚀故障影响参数特征为泵扬程及泵后压力出现下降,燃烧室燃气泄漏故障影响参数特征为组件流出流量出现上升、组件压力出现下降。

3.如权利要求2所述的一种液体火箭发动机...

【专利技术属性】
技术研发人员:鲁峰彭逸于兵强程月华程晓明
申请(专利权)人:南京航空航天大学
类型:发明
国别省市:

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