一种液体姿控发动机喷管控制方法及相关设备与流程

本说明书涉及运载火箭领域，更具体地说，本申请涉及一种液体姿控发动机喷管控制方法及相关设备。

背景技术：

1、采用液体姿控发动机进行姿态控制的运载火箭，对液体姿控系统的可靠性要求较高，在没有冗余设计的情况下，若俯仰、偏航、滚转任何一个通道的姿控喷管出现故障，喷管无法产生姿态控制需要的力矩，则可能造成姿态角发散，无法按照预定的轨迹飞行，最终造成飞行任务失败。为了提升无冗余设计下，运载火箭的控制可靠性，有必要提出一种针对姿控发动机异常状态下的控制方法。

技术实现思路

1、在技术实现要素：部分中引入了一系列简化形式的概念，这将在具体实施方式部分中进一步详细说明。本申请的发明内容部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。

2、第一方面，本申请提出一种液体姿控发动机喷管控制方法，上述方法包括：

3、获取姿控喷管的第一持续保持开启时间；

4、在所述第一持续保持开启时间大于第一预设时长的情况下，向所述姿控喷管连续发出预设次数的第一关闭指令，并继续输出实际控制指令。

5、在一种可行的实施方式中，上述方法还包括：

6、在完成所述第一关闭指令的情况下，获取所述姿控喷管的第二持续保持开启时间；

7、在所述第二持续保持开启时间大于第二预设时长的情况下，向所述姿控喷管连续发出预设次数的第二关闭指令，并继续输出实际控制指令，其中，所述第二预设时长是所述第一预设时长和预设时间间隔的差值。

8、在一种可行的实施方式中，上述方法还包括：

9、在完成上次关闭指令的情况下，继续获取所述姿控喷管的第n次持续保持开启时间，在所述第n次持续保持开启时间大于第n预设时长的情况下，向所述姿控喷管连续发出预设次数的第n关闭指令，并继续输出实际控制指令，其中，在所述第n预设时长是所述第一预设时长和n-1次的预设时间差值确定的，在所述所述第一预设时长和n-1次的预设时间差值小于或等于最小预设时长的情况下，所述第n预设时长的值为所述最小预设时长。

10、在一种可行的实施方式中，上述方法还包括：

11、在持续保持开启时间等于实际控制指令对应的开始时间的情况下，将参考预设时长设置为第一预设时长，其中，所述参考预设时长为与所述持续保持开启时间进行时长比较时的时长，所述参考时长包括第一预设时长、第二预设时长和第n预设时长。

12、在一种可行的实施方式中，上述方法还包括：

13、定义所述姿控喷管的故障概率；

14、定义所述姿控喷管的喷管当前实际状态和所述姿控喷管的喷管接收指令；

15、基于所述故障概率、所述喷管当前实际状态所述喷管接收指令进行故障仿真，以获取故障仿真结果。

16、在一种可行的实施方式中，上述方法还包括：

17、逐个更改所述预设次数、所述第一预设时长和预设时间间隔，以获取不同的故障仿真结果；

18、基于所述不同的故障仿真结果寻求所述预设次数、所述第一预设时长和所述预设时间间隔的最优组合；

19、基于所述最优组合控制所述姿控喷管。

20、第二方面、本申请实施例提出一种液体姿控发动机喷管控制装置，包括：

21、获取单元，用于获取姿控喷管的第一持续保持开启时间；

22、控制单元，用于在所述第一持续保持开启时间大于第一预设时长的情况下，向所述姿控喷管连续发出预设次数的第一关闭指令，并继续输出实际控制指令。

23、第三方面，一种电子设备，包括：存储器、处理器以及存储在上述存储器中并可在上述处理器上运行的计算机程序，上述处理器用于执行存储器中存储的计算机程序时实现如上述的第一方面任一项的液体姿控发动机喷管控制方法的步骤。

24、第四方面，本申请还提出一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，上述计算机程序被处理器执行时实现第一方面任一项的液体姿控发动机喷管控制方法。

25、第五方面，本申请还提出一种运载火箭，包括如第二方面所述的液体姿控发动机喷管控制装置。

26、综上，本申请实施例的液体姿控发动机喷管控制方法包括：获取姿控喷管的第一持续保持开启时间；

27、在所述第一持续保持开启时间大于第一预设时长的情况下，向所述姿控喷管连续发出预设次数的第一关闭指令，并继续输出实际控制指令。在没有冗余设计的情况下，本公开通过动态监测和及时响应喷管的异常开启状态，增加了系统在面对故障时的自恢复能力，从而提高了整个液体姿控系统的可靠性。传统系统中，若姿控喷管出现故障无法关闭，可能导致姿态控制力矩缺失，进而造成姿态角发散。本公开通过及时发出关闭指令，尽可能避免因喷管故障持续开启而导致的姿态角发散，保障飞行任务的成功。通过实时监测和即时响应机制，可以更加灵活地处理喷管的异常状态，而不是依赖于预先设定的固定响应。这种灵活性和实时性对于应对复杂的飞行环境和不可预见的故障模式至关重要。通过有效控制和管理姿控喷管的异常开启，减少了因姿态控制失效而导致的飞行任务失败风险，本方案通过提供一种即时和动态的喷管控制策略，显著提高了没有冗余设计的液体姿控系统的可靠性和安全性，是对现有技术的有效补充和改进。

28、本公开提出的一种液体姿控发动机喷管控制方法，方法简单易行，工程应用价值高。本申请提出的液体姿控发动机喷管控制方法，本申请的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本申请的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

技术特征：

1.一种液体姿控发动机喷管控制方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的液体姿控发动机喷管控制方法，其特征在于，还包括：

3.根据权利要求2所述的液体姿控发动机喷管控制方法，其特征在于，还包括：

4.根据权利要求1-3任一项所述的液体姿控发动机喷管控制方法，其特征在于，还包括：

5.根据权利要求1所述的液体姿控发动机喷管控制方法，其特征在于，还包括：

6.根据权利要求1所述的液体姿控发动机喷管控制方法，其特征在于，还包括：

7.一种液体姿控发动机喷管控制装置，其特征在于，包括：

8.一种电子设备，包括：存储器和处理器，其特征在于，所述处理器用于执行存储器中存储的计算机程序时实现如权利要求1-6中任一项所述的液体姿控发动机喷管控制方法的步骤。

9.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1-6中任一项所述的液体姿控发动机喷管控制方法的步骤。

10.一种运载火箭，其特征在于，包括如权利要求7所述的液体姿控发动机喷管控制装置。

技术总结本申请公开了一种液体姿控发动机喷管控制方法及相关设备，涉及运载火箭领域，该方法包括：获取姿控喷管的第一持续保持开启时间；在所述第一持续保持开启时间大于第一预设时长的情况下，向所述姿控喷管连续发出预设次数的第一关闭指令，并继续输出实际控制指令。技术研发人员：杨凯铜,黄晓平,王志军,张修玮,何漫丽,唐梦莹,刘欣,华向东,黎桪,李晓苏,邹延兵受保护的技术使用者：航天科工火箭技术有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/18