一種液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)脈沖后效沖量的快速計(jì)算系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)脈沖后效沖量的快速計(jì)算系統(tǒng)，屬于數(shù)據(jù)處理技 術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 脈沖工作模式是發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)衛(wèi)星、火箭和導(dǎo)彈等的精確軌道修正或精確姿態(tài)控制 的基本方法。獲得發(fā)動(dòng)機(jī)的軌道姿態(tài)控制參數(shù)是發(fā)動(dòng)機(jī)高空模擬試驗(yàn)和發(fā)動(dòng)機(jī)研制、鑒定 過程中不可缺少的工作環(huán)節(jié)。
[0003] 后效沖量是從系統(tǒng)向發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)出關(guān)斷指令開始，到燃燒室壓力下降到零該段時(shí)間 內(nèi)產(chǎn)生的沖量。即控制系統(tǒng)發(fā)出關(guān)斷指令后，發(fā)動(dòng)機(jī)按照程序關(guān)機(jī)，推進(jìn)劑主閥關(guān)閉后，氧 化劑和燃料繼續(xù)發(fā)生反應(yīng)，燃燒室壓力要經(jīng)過一段時(shí)間后才能下降為零。脈沖工作模式下 的后效沖量將直接影響導(dǎo)彈的命中精度或衛(wèi)星的入軌精度。為考核發(fā)動(dòng)機(jī)的脈沖工作性能 并得到各種脈沖下的后效沖量，需要進(jìn)行大量的發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)?？焖俣_地計(jì)算發(fā)動(dòng)機(jī)試 驗(yàn)過程中各種脈沖寬度下的后效沖量，對評(píng)價(jià)發(fā)動(dòng)機(jī)的脈沖工作性能具有重要意義，同時(shí) 對天上點(diǎn)火程序的設(shè)計(jì)起到指導(dǎo)性作用。
[0004] 軌道姿態(tài)控制發(fā)動(dòng)機(jī)高空試驗(yàn)過程十分復(fù)雜，在試驗(yàn)過程中，控制系統(tǒng)向發(fā)動(dòng)機(jī) 連續(xù)發(fā)出數(shù)百個(gè)脈沖形式的控制指令，發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)及關(guān)閉頻繁、點(diǎn)火次數(shù)多、時(shí)間長；且脈 沖時(shí)間短、個(gè)數(shù)多，瞬變過程的時(shí)間占了脈沖總時(shí)間的絕大部分，可能存在燃燒室閥口未打 開或打開不完全就收到關(guān)機(jī)指令的情況。因此，為得到發(fā)動(dòng)機(jī)各脈沖工況下的后效沖量，需 要進(jìn)行工作量大、復(fù)雜度高的發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)。
[0005] 由于試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理要求的時(shí)效性非常強(qiáng)，在常用處理技術(shù)手段限制下，為快速實(shí) 現(xiàn)脈沖后效沖量的計(jì)算，目前常用的后效沖量計(jì)算手段為：將原始數(shù)據(jù)文件調(diào)入物理內(nèi)存， 取脈沖前段、中段、后段的若干個(gè)脈沖進(jìn)行逐個(gè)積分，然后再計(jì)算該些樣本點(diǎn)的數(shù)學(xué)期望與 方差。此方法在處理過程中人工參與較多，相對費(fèi)時(shí)費(fèi)力；此外，從統(tǒng)計(jì)學(xué)的角度來看，該方 法選取樣本點(diǎn)少，僅能夠簡單地估計(jì)出后效沖量的概值，無法進(jìn)行精確計(jì)算，在提高統(tǒng)計(jì)速 度的同時(shí)降低了計(jì)算精確度。因此，該方法存在較大的處理缺陷。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 針對上述問題，本發(fā)明提供一種液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)脈沖后效沖量的快速計(jì)算系統(tǒng)， W后效沖量的連續(xù)計(jì)算過程為對象，快速準(zhǔn)確地實(shí)現(xiàn)一個(gè)脈沖程序中所有脈沖后效沖量的 計(jì)算和統(tǒng)計(jì)，時(shí)效性能顯著。
[0007] 本發(fā)明的技術(shù)方案是：
[000引一種液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)脈沖后效沖量的快速計(jì)算系統(tǒng)，包括數(shù)據(jù)采集裝置、供電裝 置、燃燒室壓力標(biāo)志開關(guān)、閥電流標(biāo)志開關(guān)、脈沖信息器、脈沖個(gè)數(shù)記錄器、脈沖寬度記錄 器、沖量存放器及顯示界面；其中
[0009] 供電裝置，用于為數(shù)據(jù)采集裝置供電；
[0010] 數(shù)據(jù)采集裝置，用于采集試驗(yàn)參數(shù)，并將試驗(yàn)參數(shù)中包含的燃燒室壓力信息和用 于控制燃燒室開閉的閥電流脈沖信號(hào)同步分流出；
[0011] 燃燒室壓力標(biāo)志開關(guān)，在數(shù)據(jù)采集裝置采集到燃燒室關(guān)斷指令時(shí)斷開，在燃燒室 壓力下降至零時(shí)閉合，用于指示后效沖量的開始和結(jié)束時(shí)刻；
[0012] 閥電流標(biāo)志開關(guān)，在閥電流脈沖信號(hào)的上升沿到來時(shí)斷開，在閥電流脈沖信號(hào)的 下降沿到來時(shí)閉合，用于指示閥電流脈沖信號(hào)的開始和結(jié)束時(shí)刻；
[0013] 脈沖信息器，用于在閥電流標(biāo)志開關(guān)斷開時(shí)，更新存儲(chǔ)于脈沖計(jì)數(shù)器中脈沖的個(gè) 數(shù)，在閥電流標(biāo)志開關(guān)閉合時(shí)，對閥電流脈沖信號(hào)進(jìn)行分析，將分析得到的脈沖寬度由脈沖 寬度記錄器記錄；
[0014] 沖量存放器，用于在后效沖量開始和結(jié)束時(shí)刻的時(shí)間區(qū)間內(nèi)對后效沖量進(jìn)行積 分，若存在燃燒室壓力尚未降為零而燃燒室開啟指令已經(jīng)到來，則用于在后效沖量開始時(shí) 刻和燃燒室開啟指令到來時(shí)刻的時(shí)間區(qū)間內(nèi)對后效沖量進(jìn)行積分；
[0015] 顯示界面，用于對個(gè)脈沖對應(yīng)的后效沖量積分結(jié)果進(jìn)行顯示。
[0016] 本發(fā)明解決了液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)脈沖工作程序下的后效沖量的計(jì)算問題，滿足了數(shù) 據(jù)處理的時(shí)效性要求，同時(shí)，為及時(shí)分析和評(píng)價(jià)發(fā)動(dòng)機(jī)脈沖工作性能提供了大量數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。
【附圖說明】
[0017] 圖1為后效沖量快速計(jì)算系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018] 圖2為后效沖量快速計(jì)算系統(tǒng)算法示意圖。
[0019] 圖3為脈沖程序點(diǎn)火中燃?jí)夯伴y電流A響應(yīng)曲線的示意圖。
[0020] 圖4為燃?jí)核p特性示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0021] W下分別結(jié)合附圖，對本發(fā)明給出進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
[0022] 如圖1所示，本發(fā)明一種液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)脈沖后效沖量的快速計(jì)算系統(tǒng)，包括數(shù) 據(jù)采集裝置1、供電裝置2、燃燒室壓力標(biāo)志開關(guān)3、閥電流標(biāo)志開關(guān)4、脈沖信息器5、脈沖個(gè) 數(shù)記錄器6、脈沖寬度記錄器7、沖量存放器8及顯示界面9 ;其中
[0023] 供電裝置2,用于為數(shù)據(jù)采集裝置1供電；
[0024] 數(shù)據(jù)采集裝置1，用于采集試驗(yàn)參數(shù)，試驗(yàn)參數(shù)經(jīng)過采集裝置1進(jìn)入數(shù)字信號(hào)通 道，燃燒室壓力信息和用于控制燃燒室開閉的閥電流脈沖信號(hào)被同步分流出來，形成單獨(dú) 的兩路數(shù)據(jù)信息；本發(fā)明將閥電流數(shù)據(jù)和燃燒室壓力數(shù)據(jù)作為同步流失的兩個(gè)數(shù)據(jù)流，即 兩個(gè)數(shù)據(jù)流能夠從內(nèi)存同步流失，在流失的同時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。為保證數(shù)據(jù)的流失速率，使 用了頁面置換算法和大緩沖技術(shù)。
[0025] 燃燒室壓力標(biāo)志開關(guān)3和閥電流標(biāo)志開關(guān)4分別監(jiān)測流失的燃燒室壓力數(shù)據(jù)和閥 電流數(shù)據(jù)。燃燒室壓力標(biāo)志開關(guān)3和閥電流標(biāo)志開關(guān)4初始化為開關(guān)閉合，閥電流標(biāo)志開關(guān) 4在閥電流脈沖信號(hào)的上升沿到來時(shí)斷開，在閥電流脈沖信號(hào)的下降沿到來時(shí)閉合，用于指 示閥電流脈沖信號(hào)的開始和結(jié)束時(shí)刻；燃燒室壓力標(biāo)志開關(guān)3在數(shù)據(jù)采集裝置采集到燃燒 室關(guān)斷指令發(fā)出時(shí)斷開，在燃燒室壓力下降至零的時(shí)刻閉合，用于指示后效沖量的開始和 結(jié)束時(shí)刻；由于閥電流脈沖信號(hào)用于開啟或關(guān)斷燃燒室，所述關(guān)斷指令為閥電流脈沖信號(hào) 中用于關(guān)斷燃燒室的脈沖。
[0026] 觸發(fā)脈沖信息器5,當(dāng)閥電流脈沖信號(hào)開啟時(shí)，用于對通過觸發(fā)脈沖信息器5的脈 沖信號(hào)進(jìn)行分析，由脈沖個(gè)數(shù)記錄器6和脈沖寬度記錄器7分別記錄脈沖的個(gè)數(shù)和寬度信