Page 260 - 机械制造及其自动化

机械制造及其自动化
Mechanical Manufacturing and Its Automation

推进剂当量比、推进剂喷注压降等参数控制的综合结果，没有直接形成闭环控

制。由于系统中管路压降损失、推进剂燃烧不充分等因素的影响，燃烧室压力与
期望值存在误差，影响发动机推力调节精度。因此，提出以燃烧室压力为闭环的
控制方案。控制方案主要思想是对燃烧室压力闭环控制，由于燃烧室压力与煤油
齿轮泵转速、液氧离心泵转速、针栓喷注器套筒位置等参数之间存在匹配关系，

通过解算燃烧室压力与期望值之间的偏差、调节煤油齿轮泵、液氧离心泵转速及
针栓喷注器，实现燃烧室压力的调节。该控制方案首先通过结算燃烧室压力同时
调节煤油齿轮泵和液氧离心泵转速，实现燃烧室压力闭环控制，其后通过调节喷

注器开度的调节实现煤油喷注压降的闭环控制。具体控制步骤如下：
第一，检测燃烧室压力，计算当前燃烧室压力与目标推力所需目标燃烧室压
力的偏差，解算燃烧室压力偏差，通过调节煤油齿轮泵和液氧离心泵转速直到达
到燃烧室期望压力；第二，检测煤油喷注压降，若测量压降不在设定压降范围

内，则调节针栓喷注器开度使煤油压降达到设定压降，同时液氧喷注压降和流量
被动调节。
需要注意的是，受到各种因素的影响，喷注器开度的调节是不精确的调节。

因此，只要喷注压降在控制误差范围内，即可以认为推进剂喷注压降符合设计压
降，不再进行调节。
该控制方案不能满足发动机推力控制需求的原因是，存在多种导致燃烧室压

力出现偏差的因素，且偏差调整前系统推进剂当量比不一定满足发动机控制需
求，通过燃烧室压力偏差解算的煤油流量和液氧泵后压的调节，理论上是按照推
进剂期望当量比调节的。且系统工况的变化时燃烧室压力的变化并不能仅仅简化

为煤油流量和液氧泵后压的变化。因此，通过解算燃烧室压力偏差调节煤油齿轮
泵与液氧离心泵转速，并不一定能够实现相应燃烧室压力的变化。因此，调节过
程中燃烧室压力始终存在偏差，系统会不断进行相应调节，始终不能达到稳定状
态。同时注意到，煤油齿轮泵、液氧离心泵和针栓喷注器的调节并不能立即实现

燃烧室压力的变化，燃烧室压力的调节存在滞后。这种滞后导致系统的调节过程
出现大量的超调，且系统调节时间长等问题，调节性能差。系统的较大超调与振
荡破坏系统管道的安全。

综上所述，由于系统中存在多种原因导致燃烧室压力产生偏差，解算燃烧室
压力偏差的控制方案中，仅仅通过调节煤油流量和液氧泵后压的方式不能实现燃

248