冲压发动机控制系统的半实物仿真试验研究

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1、第36卷第1期2010年2月火箭推进JOURNALOFROCKETPROPULSIONV01．36，No．1Feb．2010冲压发动机控制系统的半实物仿真试验研究徐中节，尤裕荣，逯婉若，吴宝元(西安航天动力研究所，陕西西安710100)摘要：将燃油调节器、电子控制器以实物形式接入半实物仿真试验系统，将控制回路另外部分包括对象发动机和导弹的动态特性在数字仿真器上实现。数字仿真器通过输入输出接口与冲压发动机的控制器进行联接，从而搭建了冲压发动机控制系统的半实物仿真试验平台。通过一系列半实物仿真试验表明，构建的平台可以实现考核控制系统设计的目

2、的。关键词：控制系统半实物仿真数字电子控制器中图分类号：V439文献标识码：A文章编号：(2010)01—0063-04Researchonhardware．．．in．．．100psimulationtestsotaramjetenginecontrolsystemXuZhongjie，YouYurong，LuWanruo，WuBaoyuan(Xi'anAerospacePropulsionInstitute，Xi'an710100，China)jlubgtract：Theexperimentalsimulationsystemisco

3、mposedofthedigitalelectroniccontroller,fuelregulatorandallintegrativedigitalsimulatorwhilethemathematicalmodelsoframjetengineandmissilebodyarebuiltintegrallyinthedigitalsimulator．Thesimulatorisconnectedwitharealcontrollerofaramjetenginethroughtheinputandoutputinterfaces．

4、Theresultsofhardwareintheloopexperimentshowthattherequirementsofthetestingofthecontrolsystemaresatisfied．Keywords：controlsystem；hardware-in-loopsimulation；digitalelectroniccontroller0引言冲压发动机工作性能的好坏，在很大程度上取决于它的控制系统的品质【121。冲压发动机数字式控制系统的研制必须经过性能优良的半实物仿真试验台的验证考核。另外，对于数字式控制系统

5、中批量生产的调节器和控制器，由于机械加工收稿日期：2009-08—14；修回日期：2009—10-16。作者简介：徐中节(1977—，，男，工程师，研究领域为发动机系统及控制技术。64火箭推进2010年2月及元器件性能不可避免的存在散差，每台产品的接受仿真计算机的启动、关机和其它指令信号性能均有差别，调节器和控制器的联合调试也需等，实现对试验过程的控制。用半实物仿真平台来检验。1．2数字仿真器的设计半实物仿真又称硬件在回路仿真，它是将系1．2．1弹体数学模型统的部分实物接入控制回路的试验[3-61。其主要作由于冲压发动机推力作用是改变导

6、弹的飞行用有：条件，而飞行条件的改变反过来对冲压发动机的(1)研究控制系统中各组合件接口特性和工状态参数产生影响。因此，需要建立弹体的数学作匹配性；模型，再将冲压发动机的数学模型与弹体数学模(2)研究燃油调节器的动、静态特性；型一体化运行。假设导弹运动时其纵向对称平面(3)研究发动机控制规律和控制算法，实现始终与地面坐标系的铅垂面相重合，且导弹的质控制器的快速原型设计；心在纵向对称平面内运动，得到弹体的运动方程(4)检测产品控制器的硬件、控制时序及软件性能等；因此，控制系统半实物仿真联合试验是极其重要的一个环节。1半实物仿真系统平台设计

7、1．1半实物仿真系统组成冲压发动机控制系统半实物仿真系统由发动机电子控制器、燃油调节器、冲压发动机和弹体数字仿真计算机、转换装置A／D板和D／A板以及其他电气接口设备等组成，如图1所示。仿真器‘⋯一再萄I-⋯。1⋯罚幂暮⋯’图1半实物仿真系统方案原理图Fig．1Schematicofhardware-in—loopsimuhtionsystem仿真计算机通过A／D卡接收角位移传感器RVDT的油量信号，运行弹体和发动机数学模型，得出发动机入口状态参数，通过D／A给控制系统输出控制指令。控制器接收发动机入口状态参数，按预定的控制规律计算得到

8、理论燃油流量，与反馈的RVDT信号进行比较，通过设定的控制算法和脉宽调制电路变为脉宽调制信号，该信号经功率放大后驱动PWM电磁阀。另外，控制器m』坠=尸cosd—Ⅸ一mgsin0优一m秽旦生=Fsina+Y