冲压发动机巡航控制系统建模与仿真

发布时间：2025-03-31 23:07

　　 为了实现冲压发动机全空域飞行范围内性能优化,针对冲压发动机-导弹的一体化飞行控制进行研究,利用小偏差线性化理论建立导弹巡航控制系统模型。并在此基础上通过开展系统频域稳定性分析,进行控制器设计和试验验证。试验结果表明控制系统建模、设计与分析方法的正确性和合理性,此类以控制系统主导特性为基础而开展的建模分析方法,可以有效提高系统的响应速度以及稳态精度,同时使系统具有较强的鲁棒稳定性,为后续冲压发动机推力控制和导弹弹道优化问题提供参考。

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【部分图文】：

图8 大干扰下的巡航控制过程曲线

图7无干扰下的巡航控制过程曲线巡航控制过程中，在t1、t2、t3大干扰时刻点，导弹飞行高度和姿态角出现较大波动，冲压发动机进气道来流条件随之发生较大变化，等马赫巡航控制系统快速响应波动，控制系统在经过一个调整周期后燃油流量和马赫数均快速趋于稳定。从全弹道仿真过程中可以看出在等高....

图1 冲压级发动机控制系统框图

冲压发动机因其比冲高、机动性好的特点被广泛应用于巡航导弹，如美国的舰空防御导弹“黄铜骑士”、俄罗斯的舰舰导弹“宝石”、印度的超音速反舰导弹“布拉莫斯”等均使用了液体燃料冲压发动机作为动力[1]。冲压发动机因其超音速进气道激波压缩原理，在飞行过程中受导弹姿态和来流条件的影响较大，因....

图2 冲压发动机马赫数巡航控制回路模型

为提高燃油调节系统控制精度，在传统机械液压控制系统的基础上改进为数字化控制系统。综合控制器根据冲压发动机工作状态和来流条件进行期望燃油流量的计算，并采用16位AD芯片实时采集燃油调节器出口的燃油流量值，采集分辨率可达到百万分之一。通过实际燃油流量与期望燃油流量的偏差控制实现高精度....

图3 燃油调节系统中期望燃油到实际燃油的闭环框图

图2冲压发动机马赫数巡航控制回路模型燃油调节器计量阀门两端分别受弹簧力、摩擦力和综合控制器的液压主动控制力作用，通过液压控制力与弹簧力的平衡，确保计量主阀门稳定在一个确定开度，从而实现燃油流量的连续可调。本文中通过数字化的开度测量和驱动控制提升了燃油调节器的调节范围和精度。针对....

本文编号：4038561