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论文案例:基于嵌入式仿真模型的固体火箭压强反馈系统半实物仿真
简介:
2018年,我公司与上海航天动力技术研究所合作搭建固体火箭发动机压强控制系统半实物仿真平台。其实现了嵌入式仿真系统在固体火箭发动机控制中的首次应用,为压力闭环控制算法的研究提供调试、验证的平台,不仅降低了发动机试验成本,而且通过仿真测试得出结论。(以下内容来自论文)[1]
面临挑战:
流星导弹在发动机燃气发生器压力闭环控制中采用了前馈自适应PID控制算法,根据当前自由容积与压力状态选择合适的PID参数从而改善控制效果。在闭环系统中由于控制输出量与燃烧室压强实时耦合,控制参数的整定与调试一般基于数学建模进行仿真,而系统模型总是经过一系列假设简化后得到的,与实际系统的特性存在较大的差异。
解决方案:
为此上海航天动力技术研究所老师提出搭建了固体火箭发动机压强闭环控制半实物仿真平台,在上位机中利用图形化建模工具建立喉栓式发动机系统模型,编译生成嵌入式仿真代码,并下载到实时仿真机中,将真实的喉栓伺服调节机构接入仿真回路,从而进行压强反馈系统控制参数调试与动态特性实时仿真分析。
为进行固体火箭发动机压强反馈控制系统闭环调试及实时仿真,将真实的伺服调节系统接入仿真回路,灵思创奇公司提供通用半实物仿真实验平台,基于Matlab/Simulink图形化建模工具,通过将图形化系统模型编译生成嵌入式仿真代码,搭建起了固体火箭发动机压强反馈控制系统的半实物仿真平台。通过该半实物仿真系统实时验证,能够实现压强闭环系统控制参数的调试与硬件在回路仿真测试,使系统仿真结果的可信度大大提高。
项目总结:
上海航天动力技术研究所老师提出并搭建的固体火箭发动机压强控制系统半实物仿真平台实现了嵌入式仿真系统在固体火箭发动机控制中的首次应用,为压力闭环控制算法的研究提供调试、验证的平台,降低了发动机试验成本,节省了科研时间。经过系统仿真表明该半实物系统运行可靠,能够实现对压强闭环控制的调试与仿真试验。