[发明专利]气-液路耦合推进系统运载火箭的Pogo系统建模方法

权利要求书

1.一种气-液路耦合推进系统运载火箭的Pogo系统建模方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1：建立推进系统液路部分二阶动力学模型；

步骤2：建立气路部分各单元及边界条件的二阶动力学模型；

步骤3：将气路各单元及边界条件的二阶动力学方程按照状态变量的选取顺序进行组装；

步骤4：为了使液路和气路部分能够组装，需使液路和气路用相同的状态变量；

步骤5：将推进系统气路二阶动力学方程调整成适合与液路部分进行连接的形式；

步骤6：液路二阶动力学方程系数矩阵与气路二阶动力学方程系数矩阵根据状态变量的选取顺序进行组装，并在R_G矩阵液路末端压强对应的地方填1，导出包含气路特性的推进系统的二阶动力学方程；

步骤7：对结构振动方程两边求一次导数，将结构振动方程调整成适合与推进系统组装的形式；

步骤8：将推进系统的二阶动力学方程与结构振动方程进行耦合，导出包含气路特性的Pogo系统模型。

2.根据权利要求1所述一种气-液路耦合推进系统运载火箭的Pogo系统建模方法，其特征在于，步骤1建立推进系统液路部分二阶动力学模型具体为：

其中质量位移u_L为液路系统的状态变量，为流体相对管壁流速,P_L为液路单元各节点处的压强，且u_L＝[u₁u₂ … u_i …]^T，u₁u₂ … u_i …为各节点处的质量位移；P_G0为液路末端节点的压强，也是气路始端的压强；q_s为结构系统模态位移；是u_L一阶导数；是u_L二阶导数；是q_s一阶导数；是q_s二阶导数；M_L为质量阵；R_L为阻尼阵；K_L为刚度阵；U_0L，U_1L，U_2L为推进系统不同段的系数矩阵；ρ为质量密度；A为管路截面积。

3.根据权利要求1所述一种气-液路耦合推进系统运载火箭的Pogo系统建模方法，其特征在于，步骤2将气路系统预燃室、涡轮、整流栅、燃气导管、推力室单元及边界条件的传递矩阵模型进行泰勒Taylor二阶展开，并进行拉普拉斯Laplace逆变换转换为二阶动力学方程描述，导出气路部分各单元及边界条件二阶动力学方程描述。