基于AMESim的冲压发动机燃油调节器动态特性仿真

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1、第36卷第4期2010年8月火箭推进JOURNAI．OFROCKETPROPUISIONV01．36，No．4Aug．2010基于AMESim的冲压发动机燃油调节器动态特性仿真尤裕荣，赵双龙，吴宝元，逯婉若(西安航天动力研究所。陕西西安710100)摘要：基于AMESim软件仿真平台，建立了冲压发动机燃油调节器仿真模型，对燃油调节器的流量跟随调节特性、入口压力扰动以及油路切换过程的动态特性进行了仿真研究，分析各工况下燃油调节器的稳定性，并提出了改善燃油调节器动态特性的措施。另外，通过利用该仿真模型，对燃油调节器的各种工况进行分析，为结构参数的选取和控制参数的优化研究都提供

2、了参考。关键词：AMESim；燃油调节器；动态特性；仿真中图分类号：V233．7文献标识码：A文章编号：(2010)04—0012—04AsimulationondynamiccharacteristicsoframjetfuelregulatorbasedonAMESimYouYurong，ZhaoShuanglong，WuBaoyuan，LuWanruo(Xi'anAerospacePropulsionInstitute，Xi"an710100，China)Abstract：AdynamicsimulationmodeloframjetfuelregulatorWaS

3、developedusingtheAMES-imsoftware．Theregulatordynamiccharacteristicsweresimulated．Themethodstoimprovethedy-namicperformancewereprovidedbyanalyzingtheregulatorstability．Thesimulationmodelcanbeusedtoanalyzeregulatorcharacteristics．Itcanalsobeusedforregulatoroptimumdesign．Keywords：AMESim；fuel

4、regulator,dynamiccharacteristic；simulation收稿日期：2010-01—25；修回日期：2010-02—28。作者简介：尤裕荣(1978一)，男，工程师，研究领域为发动机燃油系统组件没计与仿真。第36卷第4期尤裕荣，等：基于AMESim的冲乐发动机燃油调节器动态特性仿真130引言一般的产品设计过程都是基于静态特性进行设计，而动态特性只能通过试验进行验证，这种传统的方法往往造成研制周期较长，而且需要投入大量的人力、物力和时间。随着计算机仿真技术的迅速发展，设计手段日趋先进，在工程系统的设计中，使用计算机对真实系统的动态特性进行数字仿真成

5、为设计和研发的主要发展方向。利用计算机仿真计算，研究实际物理系统的各种工作状况，验证产品相关结构参数的正确性，确定最佳参数匹配，为产品的改进设计提供指导，可大大降低开发成本和缩短研制周期。燃油调节器作为冲压发动机燃油供应控制系统中关键的流量调节装置之一，其性能的优劣将影响到冲压发动机的总体性能，尤其是调节器的动态稳定性能的好坏直接决定了冲压发动机工作的稳定性旧。然而设计出一个可靠工作、并且能够满足各种性能要求的燃油调节器却是一件相当复杂的工作。因此，通过建立燃油调节器的数学模型，对其动态特性进行仿真研究，验证其结构参数的合理性，各项性能能否达到设计指标要求，同时也为燃油调

6、节器的改进设计提供指导。1燃油调节器系统组成按照冲压发动机燃油调节系统的功能要求，该燃油调节器主要由计量阀、等压差机构、切换阀、切换电磁阀、高速电磁阀及角位移传感器等组成，其结构原理如图1所示。燃油调节器的主要功能是通过综合控制器来实现控制，其工作原理为：综合控制器控制驱动高速电磁阀占空比信号来实现对计量阀位置的控制，即控制计量阀开度来实现供油量的调节，同时计量阀的位置由角位移传感器给出反馈信号到综合控制器，实现供油量的闭环控制。另外，等压差阀感受计量阀前后压差的变化，并控制压差执行阀运动使计量阀前后压差保持稳定，使出口燃油流量恒定。根据发动机燃油量的变化需求，通过控制切

7、换电磁阀，来完成切换阀对不同的油路开关控制。图1燃油调节器原理示意图Fig．1Diagramoframjetfuelregulator2燃油调节器建模目前，随着仿真技术的不断发展，各种基于工程设计的仿真软件也日趋成熟，比较流行的软件主要有AMESim、DSHplus及Easy5等。AMES—im(advancedmodelingenvironmentforsimulationsofengineeringsystems)是法国IMAGINE公司于1995年推出的一种基于键合图的高级系统建模、仿真及动态性能分析软件。AMESim为