• WAP手機版 保存到桌面加入收藏設為首頁
機械常識

全面介紹脈沖爆震發動機的控制系統

時間:2020-02-21 15:28:56   作者:Jack.L   來源:   閱讀:139   評論:0
一、點火控制

脈沖爆震發動機的點火系統是整個控制系統的一個基礎系統。它不僅給系統提供點火能量,同時控制著系統的基礎節律。接點火方式點火控制可以分為火花塞點火和預爆震管點火兩種方法。對于火花塞點火方式下的點火系統包括點火頻率的控制,點火強度的控制,點火波形相位的控制,點火波形占空比的控制。在目前的試驗系統中,采用電火花塞為控制執行機構,通過對頻率波形發生器的設置,產生需要的頻率波形,然后通過功率放大,驅動火花塞按照既定的工作方式進行點火.預爆震管點火方式是以火花塞點燃小爆震管,再由小爆震管引爆大爆震管,在這種方式下,對于點火能量的要求很低,系統電源的負擔較小,是一種實用性很強的點火方式,該方式下用于小爆震管的點火方式和上述的火花塞點火方式相同,但是增加了由預爆震管點燃大爆震管的控制,預爆震管的爆震頻率和爆震時刻影響著大爆震管的供油和供氣的控制,通過對供油和供氣節律的控制,當該節律與小爆震管的工作頻率相匹配時,大爆震管被正確點火,完成點火的控制。

二、供油控制

目前的供油方式總的來說有兩種:一種是用燃油泵提供供油壓力;另一種是用氣囊提供供油壓力。在燃油泵供油方式下,供油控制系統由燃油泵、管路和節流閥組成。燃油泵的控制包括供油壓力控制、節流閥控制供油量。在目前的試驗系統中,采用比例控制閥作為控制執行機構,用渦輪流量計組成閉環流量控制子系統,按照閉環反饋的控制策略對系統進行調節。調節規律目前采用經典的PID控制方法,在實現中采用調頻、調寬的調節方式實現。用氣囊提供油壓的擠壓式供油方式,是用氣囊的填充壓力作為壓力源,控制時采用的方式和燃油泵一樣,用閉環流量控制子系統實現對流量的控制。

三、供氣控制

兩種不同結構的脈沖爆震發動機的供氣控能是完全不同的,對于火箭式脈沖爆震發動機其供氣控制是采用氣閥的方式來實現的,即通過對氣閥的調節實現對供氣量的控制。對于自吸氣的脈沖爆震發動機,其供氣控制則采用如下幾種方式:

(1)沖壓的方式:火箭助推后,將飛行器加速到超聲速,然后用沖壓的方式進氣,對氣量的控制是通過進氣道的結構來實現的。

(2)波轉子的方式:該方式是通過在發動機頭部加裝一個渡轉子,通過波轉子的轉動,帶動葉片,從而完成吸氣的工作。

在試驗系統中,可采用氣體閥門作為控制執行機構,同時通過一組控制單元調節閥門的開度。控制方法采用脈沖調寬(PWM)的方法,用步進電機作為驅動機構,實現對氣體閥門的控制。

四、發動機壁溫控制

脈沖爆震發動機的一個顯著特點就是其工作溫度比常規的航空發動機低很多,但是在工作時,爆震管的尾段工作溫度仍然很高。為保證發動機的結構強度和提高發動機的整體壽命,需要在工作時對脈沖爆震發動機的壁溫進行冷卻控制。

冷卻的方法主要有兩種:

(1)油冷:用燃油流過發動機的殼體,帶走發動機的熱量,同時可以對燃油進行加溫以利于燃油更好地霧化燃燒;

(2)空氣冷卻:就是將大氣引入到發動機的殼體,使發動機降溫。此外還有將油冷和空氣冷卻聯合起來使用的方法。

五、發動機停車,連續燃燒的自動啟動當發動機在空中飛行時,如果出現空中停車和發動機連續燃燒時,要求發動機可以自動地監測到故障的發生,同時開始空中重新點火,使得發動機繼續工作,避免惡性事故的發生。在發動機重新點火的過程中,首先要降低發動機的工作頻率,然后按照當時的大氣來流條件確定一個最可靠的供油、供氣參數,進行發動機的重新點火啟動。

六、主控系統設計

由于脈沖爆震發動機是一個復雜的多變量控制系統,所以要求整個控制系統的處理能力在ioMIPS(百萬次/秒)以上,同時能夠快速地響應中斷,保證系統的實時控制能夠順利地完成。該主控系統采用嵌入式控制器作為主控制計算平臺,實時操作系統為軟件平臺。主控系統包括輸入系統、計算系統,輸出系統、通信系統等。輸入系統接收各個傳感器的信號,對輸入信號進行預處理,還完成對信號的驗證和邏輯選擇,如果系統是冗余設計的,還要完成信號仲裁,以消除故障傳感器的誤信號。計算系統包括存儲系統、計算單元、接口系統和軟件系統。存儲系統又包括SRAM和FLASH兩個部分,程序存儲在FLASH中,程序運行時調人SRAM執行;計算單元是一種嵌入式處理平臺,采用的是RISC體系結構,處理能力在20MIPS以上;接口系統包括串行接口、數字量輸入/輸出接口和外部總線,便于系統的擴展和使用;軟件系統包括實時操作系統和應用軟件,操作系統的中斷響應時間小于10ms,應用軟件以基于面向對象的方式開發,保證軟件的可靠性和安全性。輸出系統由運算放大器、伺服放大器和執行設備組成,將指令信號轉變成機械信號,完成供油裝置、供氣裝置的驅動,實現穩態、加速、減速等狀態的預定控制方案。

上一篇:沒有了
下一篇:沖壓線裝配仿真中虛擬技術簡述
相關評論
免責申明:本網站旨在相互學習交流,是一個完全免費的網站,部分原創作品,歡迎轉載,部分內容來自互聯網,如果侵犯了您的權利請盡快通知我們。
Copyright 2008-2019 我愛機械制圖網   站長信箱:[email protected]
云南期货配资公司