一种姿轨控发动机地面试验控制系统设计

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1、第41卷第2期火箭推进V01．41，No．22015年4月JOURNALOFROCKETPROPULSIONADr．2015一种姿轨控发动机地面试验控制系统设计刘万龙1，牛向楠1，李全令2，韩晓梅1，孙树江，(1．北京航天试验技术研究所，北京100074；2．北京中科泛华测控技术有限公司，北京100192)摘要：控制系统在试车过程中发出指令信号，使发动机和试车台各工艺系统按照预定的程序完成规定试车任务。为了适应某型号姿轨控发动机试验对控制精度要求的提高，需要对现有控制系统进行改造，基于现场可编程门阵列和高速固态继电器设计了一种新的控制系

2、统，其控制模块用于操作人员对试验系统上的各路电磁阀进行手动与自动控制，其复记模块可以实时记录系统状态以便于指挥人员了解系统工作状况，并能够进行数据分析判断。该系统建成后可以满足该型号姿轨控发动机试验的要求，控制精度为0．1mS。关键词：火箭发动机；地面试验；控制系统中图分类号：V433．9—34文献标识码：A文章编号：1672—9374(2015)02—0114—04DesignofagroundtestcontrolsystemforattitudeandorbitalcontrolengineLIUWan-lon91，NIUXian

3、g-nanl，LIQuan-lingz，HANXiao-meil，SUNShu-jian91(1．BeijingInstituteofAerospaceTestingTechnology，Beijing100074，China；2．BeijingZhongkeFanhuaMeasurement&ControlTechnologyCo．，Ltd，Beijing100192，China)Abstnlct：Inthetest，thecontrolsystemgivescommandsignaltomaketheengineandtestpro

4、cesssystemscompleteapredeterminedtesttaskaccordingtocertainprocedures．Inordertoadapttothehigh—accuracycontrolrequirementofanewattitudeandorbitalcontrolengine，itisnecessarytoimprovetheexistingcontrolsystem．Therefore，anewcontrolsystemwasdesignedbasedonfieldprogrammablegate

5、arrayandhigh—speedsolid—staterelay．Itscontrolmodulecanbeusedforoperatorstocontrolvariouselectromagneticvalvesinthetestsystemmanuallyandautomatically．Itsrecordmodulecanbeusedtorecordthestatusofthesystem，SOthatthecommandstaffknowtheworkingstatusofthesystem．Thesystemcanmeet

6、thetestingrequirementsofthenewattitudeandorbitalcontrolengine．Thecontrolprecisionis0．1ms．Keywords：rocketengine；groundtest；controlsystem收稿日期：2014—10—07；修回日期：2014—12—12作者简介：刘万龙(1982一)，男，博士，工程师，研究领域为火箭发动机试验及测试技术第41卷第2期刘万龙，等：一种姿轨控发动机地面试验控制系统设计1150引言液体火箭发动机是航天工程中最重要和主要的动力来源，在

7、其研究和设计中，地面试验起着关键的作用111。控制系统在试车过程中发出指令信号，使发动机和试车台各工艺系统按照预定程序完成规定的试车任务，所以要求控制系统有很高的可靠性、稳定性和控制精度。试验中的控制系统主要完成点火、启动、关机的时序控制、突发情况下系统状态调整及紧急关机等任务。随着液体火箭发动机技术的不断提高，发动机工作过程更加复杂，工作中要求依次控制十几至几十个甚至更多控制元件正确工作，并且要求试验中对试验的时序进行灵活而可靠的控制。可编程控制器通过开关量逻辑控制指令，简捷地实现继电器电路的功能及精确的延时。目前许多发动机试验测控系

8、统广泛应用可编程控制器进行控制嗍，但普通PLC的定时器最小时间间隔为lms，而未来姿轨控发动机试验要求控制系统能达到0．1ms甚至更高的控制精度，这就需要具有更高控制精度的设备。现场可编程门阵列(Field