火箭推力矢量控制伺服系统飞行数据高频特征复原方法

针对运载火箭伺服系统飞行数据存在高频信息缺失的问题,提出了一种基于小波多分辨率分析的高频特征复原方法。首先,通过小波多分辨率分析提取伺服系统地面热试车试验数据的特征;然后,利用摆角速度信号与高频特征之间的关联性,基于提出的特征匹配方法对飞行数据高频特征进行预测;最后,对信号线性叠加以实现特征融合,从而完成恢复飞行数据高频信息的流程。试验验证表明,数据复原结果与基准数据相比具有一致的换向频率规律,所提出的特征复原方法能够有效恢复飞行数据缺失的高频特征,为获取航天伺服产品真实飞行工作剖面特征提供了数据支持。

引流发动机高压煤油的泵控式伺服机构设计与试验

针对航天大推力液体发动机推力矢量控制的需求,提出了引流发动机高压煤油的泵控式伺服机构方案,高压煤油驱动液动机恒速转动,由小功率机电伺服机构控制变量泵的调节机构,实现变量泵输出流量大小和方向控制,完成泵控式伺服机构精确位置输出。研制了高集成一体化泵控式伺服机构样机,建立了系统数学模型,进行了仿真分析和试验测试,-3 dB幅频带宽可达53.5 rad/s,-45°相频带宽可达28.5 rad/s。表明,泵控式伺服机构具有良好的频率特性,满足发动机推力矢量控制的需要。

基于反步自适应的多余度电静压伺服系统容错控制研究

为满足运载火箭高可靠性应用需求,针对多余度电静压伺服系统(Electro-Hydrostatic Actuator,EHA)提出了基于反步自适应的容错控制策略,建立了数学模型及状态空间方程,采用动态面方法降低了算法复杂性,实现了在冗余动力通道局部失效工况下的主动容错控制,进行了仿真分析和试验验证。结果表明,相比于非线性PID控制,基于反步自适应容错控制策略可显著降低系统在一路动力通道失效工况下的跟踪误差,提高系统控制性能,为未来工程应用奠定基础。

电静压系统用内啮合齿轮泵脉动试验与分析

直线共轭内啮合齿轮泵因效率高、噪声低,在电静压系统中应用越来越广泛,尤其是在振动噪声要求苛刻的舰船领域。究其原因,先从理论上得出泵出口流量波动和压力脉动的计算方法,即得到泵源流量脉动Q s和泵源阻抗Z s这两个特性值的方法,并用MATLAB编译数据计算处理程序。搭建试验平台,采集数据,按照理论方法测试并分别计算了不同工况下泵出口的实际流量波动量和压力脉动量。汇总各工况数据并分析得出:测试平台合理,测试计算所得数据可信;同一频谱图里,电机泵基频幅值远大于泵齿基频幅值;不同工况下测试得出内啮合齿轮泵基频及其倍频对应的流量波动量和压力脉动量的变化趋势,具体量值均较小,适合用于静音系统中。

集成缓冲装置的电静压作动器阻尼特性研究

针对挂架投放机构的稳定作动需要,提出电静压作动系统方案,设计端部闭式缓冲结构结合节流阀的复合阻尼调节方案,建立复合阻尼系统的数学模型,仿真分析投放机构投放物体过程中,复合阻尼结构参数对作动器位移、速度、阻尼力的影响。结果表明:作动器到位缓冲能力与电磁阀及节流阀的节流孔大小成正比,缓冲结构的环形缝隙的偏心程度及闭式容腔的体积对作动器的阻尼性能影响较大,环形缝隙主要影响阻尼力二次峰值,闭式容腔的体积主要影响阻尼力的过程累积能量转化量。

运载火箭发动机引流发电技术研究

提出了一种从发动机引流发电的原位电能获取技术,即从动力充沛的发动机处引流高压燃料,经能量转换装置发电后返回发动机。该技术可以大幅度减轻电源系统质量。以1200 kN液氧煤油发动机应用为例,研制了35 MPa恒速发电机和整流变换的轻质化原理性样机,搭建了驱动双摆电静压伺服机构的试验系统。测试结果表明:该系统可以满足额定270 V、峰值40 kW的伺服系统高压大电流瞬时用电需求,也可以满足28 V一般箭载电子设备用电需求。该技术有望为未来运载火箭设备多电化/全电化提供一种轻质化、高安全性、大功率的电源方案。

基于遗传算法的电静压伺服系统模型参数辨识

为了优化模型仿真的控制系统参数,针对电静压伺服系统(Electro-Hydrostatic Actuator,EHA),建立控制器、电机、液压作动器模块化模型,根据各模块输入输出量的试验数据,采用最小二乘法对系统模型参数进行辨识,并将辨识结果导入遗传算法的初始种群,进一步对系统模型参数进行优化,得到系统的精确模型。结果表明,优化的辨识结果在时域和频域都更为精确的逼近实际系统,匹配程度在90%以上,证明该方法的可行性。

基于ANSYS的振动工装夹具的设计与仿真分析

为满足某产品振动试验要求,设计了两种振动工装,通过有限元软件对工装固有频率以及在振动环境中的工况进行仿真模拟,分析对比两种振动工装的基频、正弦振动时的应力形变及各方向加速度值,考虑工装传递率要求,选出更为合适的振动工装。