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推进剂压强指数对喉栓式变推力固体火箭发动机推力调节特性的影响研究
被引量：
2
1
作者
侯文国
牛禄
+2 位作者
周伟华
孙长宏
杨永强
《上海航天》
2016年第4期102-107,共6页
为获取推进剂压强指数对喉栓式变推力固体火箭发动机推力调节特性的影响,用小偏差方法建立喉栓式变推力固体火箭发动机控制模型。讨论了几何法、CFD仿真(气动)法和冷流试验法建立喉栓组件控制模型的适用性,根据结果选用气动喉部进行计算...
为获取推进剂压强指数对喉栓式变推力固体火箭发动机推力调节特性的影响,用小偏差方法建立喉栓式变推力固体火箭发动机控制模型。讨论了几何法、CFD仿真(气动)法和冷流试验法建立喉栓组件控制模型的适用性,根据结果选用气动喉部进行计算,给出了喉栓发动机推力模型。研究了采用正、负压力指数推进剂的喉栓发动机推力调节特性,发现正压力指数推进剂会导致推力负调出现,负压力指数推进剂可避免推力负调产生。通过单喉栓推力调节试验验证了模型的正确性。仿真表明:推进剂正压力指数越大,压强波动就越大,推力变化越大,响应时间越长;推进剂负压力指数的绝对值越大,压强波动越小,推力变化越大,响应时间越短。分析结果对相关控制策略研究有一定的参考价值。
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关键词
固体火箭
喉
栓
发动机
推力调节
小偏差方法
控制模型
非最小相位系统
负压力指数
推力负调
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职称材料
PSO-Fuzzy-PID复合控制器在喉栓调节发动机压强控制中的应用
2
作者
高潇
王庆辉
+1 位作者
薛智慧
刘金国
《推进技术》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第7期269-278,共10页
为了改善喉栓调节发动机的燃烧室内压强控制系统的性能,实现精确闭环控制,建立了系统的数学模型,并在此基础上提出了一种基于粒子群优化(Particle Swarm Optimization,PSO)算法的Fuzzy-PID复合控制器(PSO-Fuzzy-PID)。由于模型具有较强...
为了改善喉栓调节发动机的燃烧室内压强控制系统的性能,实现精确闭环控制,建立了系统的数学模型,并在此基础上提出了一种基于粒子群优化(Particle Swarm Optimization,PSO)算法的Fuzzy-PID复合控制器(PSO-Fuzzy-PID)。由于模型具有较强的时变性、扰动性以及非线性,传统的PID控制器无法精确控制,因此设计并使用PSO-Fuzzy-PID复合控制器。Fuzzy控制器和PID控制器同时工作,采用PSO算法对Fuzzy控制器和PID控制器的输出比例因子进行优化。通过仿真对比了PSOFuzzy-PID复合控制器、Fuzzy-PID双模控制器和传统PID控制器在系统的工作点(6 MPa)附近的阶跃跟踪、时变性测试以及在非线性模型中的抗干扰性测试、长时间全压强范围调节测试,来验证控制器的动态性能。结果表明:在不同的实验中,PSO-Fuzzy-PID复合控制器均表现出明显的优势。该控制器可以将超调量控制在10%以内;将调节时间控制在1.5 s以内,将压强的调节速度提高至Fuzzy-PID双模控制器的3.45~6.73倍,传统PID控制器的4.51~7.1倍。因此PSO-Fuzzy-PID复合控制器在响应速度、超调量、鲁棒性强等方面更具优势,显著地提高了喉栓调节发动机的燃烧室内压强控制系统的动态性能。
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关键词
喉
栓
调节
发动机
复合控制器
压强控制
非线性控制
时变性
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职称材料
绝热层长度对喉栓发动机径向传热影响研究
3
作者
娄永春
赵志
+2 位作者
赵瑜
马新建
温雄飞
《弹箭与制导学报》
北大核心
2023年第5期39-44,共6页
针对非同轴喉栓发动机喷管绝热层长度增加后,喉栓内部温度不降反升的现象,建立不同绝热层长度的系列三维喷管模型进行数值仿真计算,得到喉栓的温度分布和周围燃气的压强、速度、温度分布。通过对绝热层与喉栓之间狭缝内的流场进行分析,...
针对非同轴喉栓发动机喷管绝热层长度增加后,喉栓内部温度不降反升的现象,建立不同绝热层长度的系列三维喷管模型进行数值仿真计算,得到喉栓的温度分布和周围燃气的压强、速度、温度分布。通过对绝热层与喉栓之间狭缝内的流场进行分析,发现狭缝中存在燃气环绕喉栓流动的现象,这种环绕流动受狭缝上下方入口的压强差影响,又分为单侧绕流和双侧绕流两种。过长的绝热层会使狭缝上下方入口压差上升,燃气绕流形式由双侧绕流变为单侧绕流,流动传热效果增强,喉栓结构温度升高。通过比较两种燃气绕流形式下的喉栓温度,得到了喉栓绝热层长度与结构温度分布的响应关系,提高了对喉栓结构温度分布的预测精度。
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关键词
喉
栓
式
发动机
流动传热
热防护
狭缝
数值计算
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职称材料
题名
推进剂压强指数对喉栓式变推力固体火箭发动机推力调节特性的影响研究
被引量：
2
1
作者
侯文国
牛禄
周伟华
孙长宏
杨永强
机构
上海航天动力技术研究所
出处
《上海航天》
2016年第4期102-107,共6页
基金
上海市科委优秀技术带头人计划(BXD1423700)
文摘
为获取推进剂压强指数对喉栓式变推力固体火箭发动机推力调节特性的影响,用小偏差方法建立喉栓式变推力固体火箭发动机控制模型。讨论了几何法、CFD仿真(气动)法和冷流试验法建立喉栓组件控制模型的适用性,根据结果选用气动喉部进行计算,给出了喉栓发动机推力模型。研究了采用正、负压力指数推进剂的喉栓发动机推力调节特性,发现正压力指数推进剂会导致推力负调出现,负压力指数推进剂可避免推力负调产生。通过单喉栓推力调节试验验证了模型的正确性。仿真表明:推进剂正压力指数越大,压强波动就越大,推力变化越大,响应时间越长;推进剂负压力指数的绝对值越大,压强波动越小,推力变化越大,响应时间越短。分析结果对相关控制策略研究有一定的参考价值。
关键词
固体火箭
喉
栓
发动机
推力调节
小偏差方法
控制模型
非最小相位系统
负压力指数
推力负调
Keywords
Solid rocket
Pintle motor
Thrust regulation
Small deviation method
Control model
Nonminimum phase system
Negative pressure exponent
Thrust negative spike
分类号
V435.1 [航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程]
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职称材料
题名
PSO-Fuzzy-PID复合控制器在喉栓调节发动机压强控制中的应用
2
作者
高潇
王庆辉
薛智慧
刘金国
机构
沈阳化工大学信息工程学院
中国科学院沈阳自动化研究所机器人学国家重点实验室
中国科学院机器人与智能制造创新研究院
出处
《推进技术》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第7期269-278,共10页
基金
国家重点研发计划(2018YFB1304600)
国家自然科学基金(51775541)。
文摘
为了改善喉栓调节发动机的燃烧室内压强控制系统的性能,实现精确闭环控制,建立了系统的数学模型,并在此基础上提出了一种基于粒子群优化(Particle Swarm Optimization,PSO)算法的Fuzzy-PID复合控制器(PSO-Fuzzy-PID)。由于模型具有较强的时变性、扰动性以及非线性,传统的PID控制器无法精确控制,因此设计并使用PSO-Fuzzy-PID复合控制器。Fuzzy控制器和PID控制器同时工作,采用PSO算法对Fuzzy控制器和PID控制器的输出比例因子进行优化。通过仿真对比了PSOFuzzy-PID复合控制器、Fuzzy-PID双模控制器和传统PID控制器在系统的工作点(6 MPa)附近的阶跃跟踪、时变性测试以及在非线性模型中的抗干扰性测试、长时间全压强范围调节测试,来验证控制器的动态性能。结果表明:在不同的实验中,PSO-Fuzzy-PID复合控制器均表现出明显的优势。该控制器可以将超调量控制在10%以内;将调节时间控制在1.5 s以内,将压强的调节速度提高至Fuzzy-PID双模控制器的3.45~6.73倍,传统PID控制器的4.51~7.1倍。因此PSO-Fuzzy-PID复合控制器在响应速度、超调量、鲁棒性强等方面更具优势,显著地提高了喉栓调节发动机的燃烧室内压强控制系统的动态性能。
关键词
喉
栓
调节
发动机
复合控制器
压强控制
非线性控制
时变性
Keywords
Pintle adjustment engine
Composite controller
Pressure control
Nonlinear control
Time-variation
分类号
V435.5 [航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程]
下载PDF
职称材料
题名
绝热层长度对喉栓发动机径向传热影响研究
3
作者
娄永春
赵志
赵瑜
马新建
温雄飞
机构
上海航天动力技术研究所
出处
《弹箭与制导学报》
北大核心
2023年第5期39-44,共6页
文摘
针对非同轴喉栓发动机喷管绝热层长度增加后,喉栓内部温度不降反升的现象,建立不同绝热层长度的系列三维喷管模型进行数值仿真计算,得到喉栓的温度分布和周围燃气的压强、速度、温度分布。通过对绝热层与喉栓之间狭缝内的流场进行分析,发现狭缝中存在燃气环绕喉栓流动的现象,这种环绕流动受狭缝上下方入口的压强差影响,又分为单侧绕流和双侧绕流两种。过长的绝热层会使狭缝上下方入口压差上升,燃气绕流形式由双侧绕流变为单侧绕流,流动传热效果增强,喉栓结构温度升高。通过比较两种燃气绕流形式下的喉栓温度,得到了喉栓绝热层长度与结构温度分布的响应关系,提高了对喉栓结构温度分布的预测精度。
关键词
喉
栓
式
发动机
流动传热
热防护
狭缝
数值计算
Keywords
throat plug engine
flow heat transfer
thermal protection
slit
numerical calculation
分类号
V435 [航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
推进剂压强指数对喉栓式变推力固体火箭发动机推力调节特性的影响研究
侯文国
牛禄
周伟华
孙长宏
杨永强
《上海航天》
2016
2
下载PDF
职称材料
2
PSO-Fuzzy-PID复合控制器在喉栓调节发动机压强控制中的应用
高潇
王庆辉
薛智慧
刘金国
《推进技术》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024
0
下载PDF
职称材料
3
绝热层长度对喉栓发动机径向传热影响研究
娄永春
赵志
赵瑜
马新建
温雄飞
《弹箭与制导学报》
北大核心
2023
0
下载PDF
职称材料
已选择
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