固冲发动机壅塞式燃气流量调节控制算法及试验研究
发布时间：2022-12-18 11:29
随着新一代导弹对发动机的性能要求越来越高,固冲发动机这种新型的动力装置以其高比冲等优点成为发达国家动力研究的重点方向。固冲发动机的燃气流量调节技术不仅能提高固冲发动机的动力性能而且决定其能否正常的安全工作,目前固冲发动机主要采用壅塞式和非壅塞式进行燃气流量调节。壅塞式燃气流量调节是利用燃气调节阀的运动来改变固冲发动机中燃气发生器的喷管喉部面积来调节燃气流量,壅塞式燃气流量调节具有很强的燃气流量调节能力,能够充分地发挥导弹的性能,因此壅塞式燃气流量调节技术成为了研究的热点。本文主要对壅塞式燃气流量调节的相关技术及控制方法进行相关的研究。（1）对固冲发动机壅塞式燃气流量调节技术的调节原理进行了分析,通过原理分析,选定了针型阀为壅塞式燃气流量调节阀；选取了燃气流量调节阀喉栓材料；设计了燃气流量调节阀的动密封方式；确定壅塞式燃气流量调节试验系统的的结构。（2）根据设计出的固冲发动机壅塞式燃气流量调节试验系统,建立了对应的燃气流量燃气发生器的动态数学模型,得到了燃气发生器的流量传递函数和压力传递函数,并进行了频域、时域分析,得出了针阀型燃气流量调节系统是一非最小相位系统。（3）根据动态分析得到了...
【文章页数】：67 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
1 绪论
1.1 课题背景及意义
1.2 固冲发动机研究现状现状
1.3 壅塞式燃气流量调节的国内外研究现状
1.3.1 燃气流量调节方案研究现状
1.3.2 燃气流量调节控制方法研究
1.4 燃气流量调节控制研究现状
1.4.1 燃气流量可调的固冲发动机动态响应过程
1.4.2 燃气流量可调的固冲发动机控制方法研究
1.5 本文主要研究内容
2 壅塞式燃气流量调节试验系统设计
2.1 燃气发生器的设计
2.1.1 燃烧室的设计
2.1.2 喷管的设计
2.2 调节阀动密封设计
2.3 两级针形阀阀体设计
2.4 驱动系统设计
2.4.1 控制器器件的选择
2.4.2 控制器的设计
2.5 本章小结
3 燃气流量调节试验系统动态建模与分析
3.1 壅塞式试验系统喉部面积数学模型
3.2 壅塞式燃气流量调节系统建模与分析
3.2.1 壅塞式燃气流量调节系统动态模型
3.2.2 系统动态特性分析
3.3 步进电机特性与模型分析
3.3.1 步进电机的特性
3.3.2 步进电机的主要参数和驱动方式
3.4 本章小结
4 壅塞式燃气流量调节试验系统控制方法研究
4.1 智能控制理论
4.2 传统PID控制
4.2.1 位置式PID控制算法
4.2.2 增量式PID控制算法
4.3 神经网络控制
4.3.1 人工神经网络基本特性
4.3.2 BP神经网络的PID控制器
4.3.3 基于BP神经网络的PID控制
4.3.4 遗传算法优化的BP神经网络PID控制
4.4 本章小结
5 壅塞式燃气流量调节试验
5.1 气密性测试
5.1.1 冷气气密性测试
5.1.2 热态气密性测试
5.2 针阀阀体烧蚀测试
5.3 壅塞式燃气流量调节试验
5.4 本章小结
6 结论与展望
6.1 结论
6.2 展望
致谢
参考文献
附录
【参考文献】：
期刊论文
[1]阀门作动速度对流量可调固体火箭冲压发动机动态响应特性的影响[J]. 马立坤,夏智勋,胡建新. 导弹与航天运载技术. 2012(02)
[2]舵机电动加载测试系统设计及数值仿真研究[J]. 崔业兵,鞠玉涛,周长省. 计算机仿真. 2012(03)
[3]高燃温喉栓式变推力固体火箭发动机试验[J]. 王佳兴,魏志军,王宁飞. 推进技术. 2012(01)
[4]固体火箭冲压发动机设计技术问题分析[J]. 徐东来,陈凤明,蔡飞超,杨茂. 固体火箭技术. 2010(02)
[5]滑盘式流量调节燃气发生器动态特性分析[J]. 杨石林,高波,董新刚. 固体火箭技术. 2009(05)
[6]固冲发动机的流量调节技术（3）调控系统软件设计[J]. 孙贵宁,何洪庆,陈旭扬. 战术导弹技术. 2009(04)
[7]固体火箭冲压发动机燃气发生器及燃气流量调节阀建模及仿真[J]. 鲍文,牛文玉,陈林泉,于达仁. 固体火箭技术. 2008(06)
[8]固体火箭冲压发动机设计计算一体化[J]. 付秀文,鲍福廷. 计算机仿真. 2008(09)
[9]壅塞可调固体火箭冲压发动机性能计算[J]. 孙娜,吴虎,郑书娥,王起飞. 科学技术与工程. 2008(11)
[10]空燃比对含硼固冲发动机补燃室燃烧影响[J]. 胡建新,夏智勋,郭健,张炜,申慧君,王德全,黄利亚. 固体火箭技术. 2008(02)
博士论文
[1]燃气流量可调的固体火箭冲压发动机控制方法研究[D]. 牛文玉.哈尔滨工业大学 2010
硕士论文
[1]固体火箭冲压发动机燃气流量调节控制系统研究[D]. 赵泽敏.南京理工大学 2014
[2]电子材料试验机闭环控制系统研究[D]. 潘强.南京理工大学 2013
[3]燃气流量可调固体火箭冲压发动机动态响应过程研究[D]. 马立坤.国防科学技术大学 2011
[4]基于神经网络的非最小相位控制系统的研究[D]. 梁兆阳.华北电力大学（河北） 2009
[5]喉栓式变推力固体发动机原理试验研究[D]. 王毅林.西北工业大学 2007
本文编号：3721974
【文章页数】：67 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
1 绪论
1.1 课题背景及意义
1.2 固冲发动机研究现状现状
1.3 壅塞式燃气流量调节的国内外研究现状
1.3.1 燃气流量调节方案研究现状
1.3.2 燃气流量调节控制方法研究
1.4 燃气流量调节控制研究现状
1.4.1 燃气流量可调的固冲发动机动态响应过程
1.4.2 燃气流量可调的固冲发动机控制方法研究
1.5 本文主要研究内容
2 壅塞式燃气流量调节试验系统设计
2.1 燃气发生器的设计
2.1.1 燃烧室的设计
2.1.2 喷管的设计
2.2 调节阀动密封设计
2.3 两级针形阀阀体设计
2.4 驱动系统设计
2.4.1 控制器器件的选择
2.4.2 控制器的设计
2.5 本章小结
3 燃气流量调节试验系统动态建模与分析
3.1 壅塞式试验系统喉部面积数学模型
3.2 壅塞式燃气流量调节系统建模与分析
3.2.1 壅塞式燃气流量调节系统动态模型
3.2.2 系统动态特性分析
3.3 步进电机特性与模型分析
3.3.1 步进电机的特性
3.3.2 步进电机的主要参数和驱动方式
3.4 本章小结
4 壅塞式燃气流量调节试验系统控制方法研究
4.1 智能控制理论
4.2 传统PID控制
4.2.1 位置式PID控制算法
4.2.2 增量式PID控制算法
4.3 神经网络控制
4.3.1 人工神经网络基本特性
4.3.2 BP神经网络的PID控制器
4.3.3 基于BP神经网络的PID控制
4.3.4 遗传算法优化的BP神经网络PID控制
4.4 本章小结
5 壅塞式燃气流量调节试验
5.1 气密性测试
5.1.1 冷气气密性测试
5.1.2 热态气密性测试
5.2 针阀阀体烧蚀测试
5.3 壅塞式燃气流量调节试验
5.4 本章小结
6 结论与展望
6.1 结论
6.2 展望
致谢
参考文献
附录
【参考文献】：
期刊论文
[1]阀门作动速度对流量可调固体火箭冲压发动机动态响应特性的影响[J]. 马立坤,夏智勋,胡建新. 导弹与航天运载技术. 2012(02)
[2]舵机电动加载测试系统设计及数值仿真研究[J]. 崔业兵,鞠玉涛,周长省. 计算机仿真. 2012(03)
[3]高燃温喉栓式变推力固体火箭发动机试验[J]. 王佳兴,魏志军,王宁飞. 推进技术. 2012(01)
[4]固体火箭冲压发动机设计技术问题分析[J]. 徐东来,陈凤明,蔡飞超,杨茂. 固体火箭技术. 2010(02)
[5]滑盘式流量调节燃气发生器动态特性分析[J]. 杨石林,高波,董新刚. 固体火箭技术. 2009(05)
[6]固冲发动机的流量调节技术（3）调控系统软件设计[J]. 孙贵宁,何洪庆,陈旭扬. 战术导弹技术. 2009(04)
[7]固体火箭冲压发动机燃气发生器及燃气流量调节阀建模及仿真[J]. 鲍文,牛文玉,陈林泉,于达仁. 固体火箭技术. 2008(06)
[8]固体火箭冲压发动机设计计算一体化[J]. 付秀文,鲍福廷. 计算机仿真. 2008(09)
[9]壅塞可调固体火箭冲压发动机性能计算[J]. 孙娜,吴虎,郑书娥,王起飞. 科学技术与工程. 2008(11)
[10]空燃比对含硼固冲发动机补燃室燃烧影响[J]. 胡建新,夏智勋,郭健,张炜,申慧君,王德全,黄利亚. 固体火箭技术. 2008(02)
博士论文
[1]燃气流量可调的固体火箭冲压发动机控制方法研究[D]. 牛文玉.哈尔滨工业大学 2010
硕士论文
[1]固体火箭冲压发动机燃气流量调节控制系统研究[D]. 赵泽敏.南京理工大学 2014
[2]电子材料试验机闭环控制系统研究[D]. 潘强.南京理工大学 2013
[3]燃气流量可调固体火箭冲压发动机动态响应过程研究[D]. 马立坤.国防科学技术大学 2011
[4]基于神经网络的非最小相位控制系统的研究[D]. 梁兆阳.华北电力大学（河北） 2009
[5]喉栓式变推力固体发动机原理试验研究[D]. 王毅林.西北工业大学 2007
本文编号：3721974
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