[发明专利]一种基于电磁比例阀的高精度压力控制方法及系统

说明书

一种基于电磁比例阀的高精度压力控制方法及系统，首先获取高精度压力控制所需目标值、实际压力值，进而得到压力控制偏差，然后计算高精度压力控制对应的PID控制器微分项、积分项，在此基础上进一步计算出PID控制器输出的电磁比例阀电流控制值、驱动电流值，并输出至电磁比例阀，最后控制电磁比例阀根据驱动电流值IA_i调节输出流率，实现电磁比例阀下游压力的高精度控制。

技术领域

本发明涉及航天器推进技术领域，主要应用于电推进系统推进剂的高精度流率供给领域，特别是一种基于电磁比例阀的高精度压力控制方法及系统。

背景技术

电推进技术相比传统的化学推进技术，具有高比冲长寿命的优势，其工作过程对推进剂流率的供给精度要求非常高，一般达到mg/s量级。目前电推进系统的推进剂供给主要是通过bangbang压力控制和热节流器的组合方式实现流率的稳定控制，bangbang压力控制方法实现了稳定的压力控制，热式节流器在入口压力稳定的条件下输出了稳定的mg/s流率。该方法只能满足单一工作模式电推进系统的需求。

而全电推进卫星等一些新型航天器要求电推进系统具备轨控模式和位保模式等多种模式工作的能力，因此必须配置多模式电推进系统。为了实现电推进系统的多模式工作，要求推进剂供给系统具备流率快速调节的功能。而bangbang压力控制方法无法实现压力的快速调节，因此无法满足全电推进卫星等一些新型航天器的推进剂供给需求。

为了实现航天器多模式电推进系统对推进剂供给流率高精度、快速调节的要求，同时电磁比例阀因为自身工作特性的原因，存在显著的非线性特点，需要针对该特点，提出了一种基于电磁比例阀的高精度压力控制方法及系统。

发明内容

本发明解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供了一种基于电磁比例阀的高精度压力控制方法及系统，解决了电推进系统的推进剂流率无法快速灵活调节的问题，实现了多模式电推进系统的推进剂流率高精度、快速调节，具有简便、精度高、鲁棒性高的优点。

本发明的技术解决方案是：一种基于电磁比例阀的高精度压力控制方法，包括如下步骤：

(1)获取第i次航天器多模式电推进系统高精度压力控制所需目标值P₀、第i次航天器多模式电推进系统高精度压力控制前的实际压力值PA_i，进而得到第i次高精度压力控制偏差P_i＝P₀-PA_i，其中，i为整数；

(2)计算第i次高精度压力控制对应的PID控制器微分项其中，t₀为PID数字控制器的控制周期；

(3)计算得到第i次高精度压力控制对应的PID控制器积分项J_i；

(4)计算第i次高精度压力控制对应的电磁比例阀电流控制值ID_i；

(5)将电磁比例阀电流控制值ID_i转换为驱动电流值IA_i，并输出至电磁比例阀；

(6)控制电磁比例阀根据驱动电流值IA_i调节输出流率，实现电磁比例阀下游压力的高精度控制。

所述的步骤(1)前还包括步骤：打开比例电磁阀上游的自锁阀。

所述的步骤(4)中计算第i次高精度压力控制对应的电磁比例阀电流控制值ID_i的方法为：