火箭推進(jìn)劑加注系統(tǒng)流量計系數(shù)的現(xiàn)場標(biāo)定

任永平，凌 斌，崔本廷，崔 燕

(1. 太原衛(wèi)星發(fā)射中心，太原030027；2. 太原理工大學(xué)，太原030027)

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火箭推進(jìn)劑加注系統(tǒng)流量計系數(shù)的現(xiàn)場標(biāo)定

任永平1，凌 斌1，崔本廷1，崔 燕2

(1. 太原衛(wèi)星發(fā)射中心，太原030027；2. 太原理工大學(xué)，太原030027)

針對液體火箭推進(jìn)劑加注系統(tǒng)計量精度差的問題，提出一種拆分―重組的測量數(shù)據(jù)處理方法。該方法將流量計的現(xiàn)場測量數(shù)據(jù)拆分成若干分量的凸組合形式，再將各分量重組以構(gòu)成有效的最小二乘算式，同時引入遺忘因子對測量數(shù)據(jù)的時效性進(jìn)行折衷；分別按照兩種常見的工程情況，利用發(fā)射任務(wù)實測數(shù)據(jù)檢驗了方法的有效性和實用性。這一方法解決了流量系數(shù)的現(xiàn)場標(biāo)定問題，提高了加注系統(tǒng)的計量精度。

推進(jìn)劑加注；流量系數(shù)；隸屬函數(shù)；最小二乘；參數(shù)辨識

0 引 言

推進(jìn)劑加注對液體火箭的入軌精度乃至發(fā)射成敗有著至關(guān)重要的影響。加注過量或欠量都會導(dǎo)致火箭的動力學(xué)模型參數(shù)發(fā)生變化[1-2]，進(jìn)而影響到它的控制性能和精度，嚴(yán)重時會使發(fā)動機(jī)關(guān)機(jī)條件無法滿足，從而導(dǎo)致發(fā)射失敗[3]。

由于在流量系數(shù)標(biāo)定上的缺陷，現(xiàn)有的加注量計量方法精度較差。盡管采用一些修正手段[4]能夠提高計量精度和范圍，但這種固定形式的流量系數(shù)從根本上并不能消除系數(shù)漂移所帶來的誤差，為此，需要采用流量系數(shù)現(xiàn)場標(biāo)定方法，以獲取準(zhǔn)確的流量系數(shù)。而利用在線辨識方法進(jìn)行流量系數(shù)現(xiàn)場標(biāo)定，無論是經(jīng)典的多項式擬合[5]，還是新近提出的一些智能辨識方法[6-7]，都很難根據(jù)現(xiàn)場已知條件(測量信號的時間序列及其相應(yīng)的總輸出結(jié)果)羅列出有效的參數(shù)辨識算式。因此，直接利用現(xiàn)場測量數(shù)據(jù)進(jìn)行流量系數(shù)現(xiàn)場標(biāo)定的做法尚未見報道。實際工程中有采用多傳感器數(shù)據(jù)融合[8]來提高加注量計量精度的，但這種做法效果有限。

本文主要討論如何利用現(xiàn)場測量數(shù)據(jù)對流量系數(shù)進(jìn)行參數(shù)標(biāo)定，以實現(xiàn)推進(jìn)劑加注量的精確計量。首先，簡要介紹了推進(jìn)劑加注系統(tǒng)的工藝原理，指出現(xiàn)有計量方法的不足。其次，利用模糊數(shù)學(xué)中的隸屬函數(shù)[9-10]概念將流量系數(shù)表示成若干離散樣本點的凸組合形式，并基于這種凸組合結(jié)構(gòu)，對測量數(shù)據(jù)進(jìn)行拆分—重組處理，得到了有效的最小二乘算式。由于測量數(shù)據(jù)在拆分—重組處理時要大量用到累加運算，因此，這一處理方法能有效濾除信號中的噪聲。最后，以發(fā)射任務(wù)的實測數(shù)據(jù)檢驗本文方法的效果，并針對實際工程中可能遇到的測量數(shù)據(jù)不足、數(shù)據(jù)觀測陣條件數(shù)過大[11]等問題展開討論，提出了相應(yīng)的解決辦法。

1 推進(jìn)劑加注工藝原理

火箭推進(jìn)劑加注系統(tǒng)是將液態(tài)推進(jìn)劑由罐車或庫房經(jīng)管路泵入火箭的貯箱，其工藝原理如圖1所示。圖中的L1是適用于大流量的流量計，而L2是適用于小流量的流量計。在火箭貯箱里分別設(shè)立了3個液位觸點。在推進(jìn)劑加注的起始階段，閥門A開啟、B關(guān)閉，加注系統(tǒng)以大流量形式工作；當(dāng)貯箱內(nèi)的液面達(dá)到1液位時，1液位觸點接通，貯箱發(fā)出“1液位到”信號，閥門A關(guān)閉、B開啟，加注系統(tǒng)以小流量形式工作；當(dāng)液面到達(dá)2液位時，同樣觸發(fā)“2液位到”信號，加注系統(tǒng)繼續(xù)以小流量方式工作，直至推進(jìn)劑液面達(dá)到期望液位(由軌道計算確定)。此時，總的推進(jìn)劑加注量Vtotal為：

Vtotal=V0-1+V1-2+ΔV

式中：V0-1是1液位之前的貯箱容積，V1-2是1液位和2液位之間的貯箱容積，這兩個容積值是事先已知的。ΔV是2液位到期望液位之間的容積，這一容積值隨發(fā)射任務(wù)的不同而不同，無法事先確定，只能依靠對流量計的測量數(shù)據(jù)進(jìn)行積分得到，而積分必然會涉及到積分誤差問題，這就要求流量計系數(shù)標(biāo)定得較為準(zhǔn)確，以盡可能地減小積分誤差。

圖1 加注系統(tǒng)工藝原理示意圖Fig.1 Schematic diagram of rocket propellant filling system

根據(jù)渦街流量計[12]的工作原理，管路內(nèi)的流量q為：

(1)

式中：f為渦街流量計的流速信號(脈沖數(shù)/秒)，k為流量系數(shù)(脈沖數(shù)/升)。為了表述方便，本文將流量系數(shù)的倒數(shù)μ=1/k稱為流量系數(shù)。

流量系數(shù)μ的值一般由廠商提供，它是通過測量流量計在若干個不同流速樣本下的流量系數(shù)，再按照相關(guān)規(guī)范[13]的要求，求取一個平均值作為該流量計的流量系數(shù)。以圖1中的L2流量計為例，廠商提供了如表1形式的數(shù)據(jù)，其中四個流速樣本點設(shè)為fi(i=1,…,4)，而相應(yīng)流速樣本點處的流量系數(shù)設(shè)為μi(i=1,…,4)。按照規(guī)范，舍棄較少用到的流速f1及系數(shù)μ1，取其余三個數(shù)的最大值和最小值的平均，作為該流量計的流量系數(shù)，對于表1中4組數(shù)據(jù)，其流量系數(shù)的平均值為[13]0.1134。

表1 廠商提供的流量計流速樣本點的數(shù)據(jù)格式Table1 Data example of flowmeter provided by manufacturer

這種做法存在以下不足：

1)由于測試環(huán)境、介質(zhì)條件的不同，廠商提供的流量系數(shù)并不一定適合發(fā)射場；另外，隨著使用時間的增加，流量計難免會產(chǎn)生一些內(nèi)外部變化，從而導(dǎo)致其流量系數(shù)發(fā)生漂移。

2)受實驗條件的限制，廠商在測試流量計時往往不能做到滿量程測試，比如，當(dāng)廠商用水作為介質(zhì)進(jìn)行測試時，水的流速要受到水塔高度的限制，而水塔高度又受到工程造價的限制，因此，許多廠商常常提供不了流量計在較高流速下的流量系數(shù)。

3)由表1可知，當(dāng)介質(zhì)流速不同時，相應(yīng)的流量系數(shù)也不相同，而上述取平均值的做法則完全忽略這種差異，當(dāng)實際加注過程中的流速和廠商測試所用的平均流速不相同時，廠商提供的流量系數(shù)就不再適用。

2 數(shù)據(jù)處理的拆分—重組方法

要解決上述問題，需要考慮流量系數(shù)隨流速而變化的情況，并采用現(xiàn)場標(biāo)定方法來提高流量系數(shù)的準(zhǔn)確度。而由前文的加注系統(tǒng)工藝原理介紹可知，流量計數(shù)據(jù)處理的已知條件僅為：流量計輸出的流速信號，以及固定液位處所對應(yīng)的容積值(如圖1中的V0-1和V1-2)。根據(jù)這些已知條件很難列出有效的最小二乘式。為此，本文提出一種拆分—重組的數(shù)據(jù)處理方法，巧妙地解決了上述難題。

首先介紹最小二乘法的一個性質(zhì)?？紤]如下最小二乘式：

V=ΦU+N

性質(zhì)1[14].令系統(tǒng)的輸出殘差為：ε=V-ΦU，則有：

(2)

式中：E{·}表示數(shù)學(xué)期望。

性質(zhì)1表明,在隨機(jī)噪聲N和試驗次數(shù)k相同的情況下，增加待估計變量的個數(shù)m能減小輸出殘差ε(即容積計算誤差)的期望值。其物理意義是：較少數(shù)量的待估計變量不足以兼容不同試驗數(shù)據(jù)之間的差異。

假設(shè)流量計的實際流速為Fj(j=1,…,n)，這里，為了和選定的樣本點流速相區(qū)別，實際流速用大寫的Fj(j=1,…,n)來表示，而樣本點流速則用小寫的fi(i=1,…,4)來表示。實際流速的累積脈沖數(shù)∑Fj所對應(yīng)的容積值v為已知量。由式(1)可知：

(3)

由性質(zhì)1可知，如果流量系數(shù)μ采用平均值形式，則待估計變量的個數(shù)m=1，利用現(xiàn)場數(shù)據(jù)對系數(shù)μ進(jìn)行辨識，其輸出殘差會比較大。另外，考慮到流量系數(shù)實際上是流速的函數(shù)，可以將式(3)中的流量系數(shù)μ表示成如下函數(shù)形式：

(4)

式中：參數(shù)λi(Fj)(i=1,…,m)稱為隸屬函數(shù)，是已知量；而μi(i=1,…,m)為待估計的未知量。將式(4)代替式(3)中的系數(shù)μ，就可以增加待估計變量的個數(shù)，減小計算誤差；同時也能將流量系數(shù)表示成隨流速而變化的函數(shù)形式。

增加待估計變量個數(shù)的缺點是需要更多的試驗數(shù)據(jù)來支持(k>m)。因此，待估計變量個數(shù)的一個合理的工程選擇是，在廠商提供的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上再增加1個待估計量，使流量計的流速能夠覆蓋工程所需，以彌補廠商提供不了大流速時的流量系數(shù)的缺陷。結(jié)合表1,式(4)的工程實現(xiàn)為：

(5)

式中：μ1,…,μ4為廠商提供的樣本點處的流量系數(shù)，而μ5為人為引入的未知量，它和實際加注過程中的最大流速fmax相對應(yīng)。

式(5)中的隸屬函數(shù)λi(Fj)(i=1,…,5)可以用如下的距離約束予以確定：

(6)

式中：fi(i=1,…,5)為樣本點處的流速，參數(shù)m表示距離約束的程度，當(dāng)m=1時即為三角形隸屬函數(shù)[9]。

將式(5)～(6)代入式(3)，得：

(7)

式(7)即為標(biāo)準(zhǔn)的最小二乘算式，式中參數(shù)σi(i=1,…,5)的物理意義是和容積v所對應(yīng)的總脈沖數(shù)∑Fj中，與某一樣本點fi(i=1,…,5)相對應(yīng)的脈沖數(shù)總分量為：

(8)

式(7)所對應(yīng)的數(shù)據(jù)處理過程如圖2所示。圖中，每一時刻的Fj按照隸屬函數(shù)λi(Fj)(i=1,…,5)拆分為各個樣本點fi(i=1,…,5)所對應(yīng)的分量，最后將這些分量各自相加，重組成總脈沖數(shù)∑Fj在各樣本點fi(i=1,…,5)處的總分量，乘以相應(yīng)的系數(shù)μi(i=1,…,5)后即為式(7)。

通過拆分—重組的處理，流量計測試信號中的特征被分解得更為細(xì)致；另外，由于重組是個累加過程，測量信號Fj(j=1,…,n)中的噪聲也將被過濾掉，有利于提高數(shù)據(jù)辨識的精度。

測量數(shù)據(jù)的試驗時間一般不同，這時，可以考慮根據(jù)測量數(shù)據(jù)的“新鮮程度”，在式(7)中引入如下的遺忘因子ηi[15]：

ηi=α(i-1)-β， 0<α≤1

(9)

式中：參數(shù)α表示遺忘率；參數(shù)i表示試驗排序，i=1表示最近的一次液位數(shù)據(jù)，而i=p表示同一火箭最早的液位數(shù)據(jù)；參數(shù)β用來區(qū)分不同火箭。參數(shù)α、β的具體取值不會對辨識結(jié)果造成顯著差異，因而可以根據(jù)實際工程情況人為選定。

為敘述和應(yīng)用的方便，下面完整列出流量計數(shù)據(jù)處理所用到的最小二乘式：

(10)

式(10)可簡化為：

ΦU=V

(11)

式中：Φ為數(shù)據(jù)觀測陣，列向量U為待估計變量，V為液位容積值。

圖2 測量數(shù)據(jù)的拆分—重組處理過程Fig.2 Procedure of split and recombination for the measured data

3 實際加注數(shù)據(jù)的處理

本節(jié)利用實際加注數(shù)據(jù)檢驗上述方法。有兩種情形在實際工程中是最常遇到的：一是數(shù)據(jù)量不足，二是數(shù)據(jù)陣的條件數(shù)過大，下面結(jié)合實測數(shù)據(jù)，詳細(xì)討論這兩種情況下數(shù)據(jù)處理的方法和步驟。

3.1 數(shù)據(jù)量不足時的處理

根據(jù)圖3的實測數(shù)據(jù)，將流量計L2的最大流速限定為fmax=100(脈沖數(shù)/秒)。按照圖2的拆分—重組處理過程，可以求得總脈沖數(shù)∑Fj在各樣本點處的分量σi(i=1,…,5)，其結(jié)果如表2所示。

由于數(shù)據(jù)個數(shù)只有4個，利用式(10)不能求出全部5個參數(shù)μi(i=1,…,5)，這時，可以考慮將前4個系數(shù)μi(i=1,…,4)直接取為廠商提供的數(shù)據(jù)，而只求解未知參數(shù)μ5。由于4個數(shù)據(jù)是同一火箭的，遺忘因子(式(9))中的參數(shù)可以考慮選擇為：β=0，α=0.95。將表2數(shù)據(jù)、遺忘因子ηi以及貯箱不同液位間的標(biāo)稱容積值(如表3中的標(biāo)稱值)代入式(10)，求解該最小二乘式可得μ5=0.1174。

得到各樣本點處的參數(shù)(fi,μi)(i=1,…,5)的值以后，就可以按照式(6)計算每個采樣數(shù)據(jù)Fj(j=1,…,n)的隸屬度，進(jìn)而利用式(5)求得Fj所對應(yīng)的流量系數(shù)，兩者相乘為流量，累加后得到加注量。其計算結(jié)果和傳統(tǒng)的、流量系數(shù)取固定值的計算結(jié)果的比較見表3。從表3中的方差計算結(jié)果可以看出，本文方法比傳統(tǒng)方法精度要好很多。

圖3 火箭A加注系統(tǒng)的原始測量數(shù)據(jù)Fig. 3 Original measurement data collected from propellant filling system of the rocket A

加注階段σA1/脈沖數(shù)σA2/脈沖數(shù)σA3/脈沖數(shù)σA4/脈沖數(shù)σA5/脈沖數(shù)總脈沖數(shù)一級1液位至2液位013．91383．64930．22359．38687二級1液位至2液位201134．54281．33039．28457三級0液位至1液位0473．62954．79535．52701339977三級1液位至2液位148．61243．71770．8468．963533

表3 第3.1節(jié)方法和傳統(tǒng)方法加注量計算結(jié)果的比較Table 3 Comparison of the calculation results of the method in section 3.1 and the traditional method

3.2 數(shù)據(jù)觀測陣條件數(shù)過大時的處理

如果有更多的數(shù)據(jù)源，則可以利用式(10)求解全部5個樣本點處的系數(shù)值，但這時需要注意數(shù)據(jù)觀測陣條件數(shù)過大而引發(fā)的辨識精度問題[11]。

假設(shè)另外一發(fā)火箭B的推進(jìn)劑加注數(shù)據(jù)經(jīng)處理后，得到如表4所示的各樣本點處的脈沖數(shù)分量。遺忘因子(式(9))中參數(shù)選為：α=0.95、β=0.3。將火箭A、B的各個總脈沖數(shù)分量(表2、表4數(shù)據(jù))以及貯箱不同液位間的容積值代入式(10)，求解該最小二乘式可得：

和廠商提供的參數(shù)相比，μ1=1.5348和μ2=0.1649明顯過大，是不合理的。造成這一錯誤的原因是數(shù)據(jù)陣Φ第一列和第二列的數(shù)值太小，使得數(shù)據(jù)陣Φ的條件數(shù)過大，從而導(dǎo)致計算誤差太大。

為解決這一問題，可以將參數(shù)μ1、μ2直接設(shè)定為廠商提供的數(shù)值，將其代入式(10)，只求解μ3、μ4、μ5的值。最后求得μi(i=1,…,5)的值為：

和廠商提供的數(shù)據(jù)相比，這個結(jié)果非常合理，從數(shù)值上看，是完全可以接受的。

表4 火箭B的總脈沖數(shù)在各樣本點處的分量Table 4 Components at discrete data points among total pulse number of the rocket B

表5 第3.2節(jié)方法和傳統(tǒng)方法加注量計算結(jié)果的比較Table 5 Comparison of the calculation results of the method in section 3.2 and the traditional method

利用得到的μi(i=1,…,5)系數(shù)值可以同時計算火箭A、B貯箱不同液位間的加注量，其結(jié)果如表5所示。從表5可以看出，這組參數(shù)μi(i=1,…,5)能夠較為準(zhǔn)確地同時計算出火箭A、B的加注量。

綜合上述兩種情況來看，采用本文提出的方法能夠使加注量的計量精度提高200多倍(按方差來衡量)，足以證明本文方法的優(yōu)勢。

4 結(jié) 論

針對傳統(tǒng)推進(jìn)劑加注量計量方法存在的缺陷，提出一種測量數(shù)據(jù)拆分—重組的處理方法，巧妙地解決了加注系統(tǒng)流量系數(shù)現(xiàn)場標(biāo)定所遇到的難于羅列辨識算式的難題。數(shù)據(jù)拆分是將一個測量數(shù)據(jù)表示成若干離散樣本點處數(shù)據(jù)的凸組合形式，從而使待估計變量的個數(shù)增加，輸出殘差減小，同時也能將流量系數(shù)表示成流速的函數(shù)形式，更符合流量計的計量特性；數(shù)據(jù)重組則是將各樣本點處的數(shù)據(jù)分量進(jìn)行累加，和總的過程輸出結(jié)果構(gòu)成有效的最小二乘算式，數(shù)據(jù)重組的累加操作有利于抑制測量數(shù)據(jù)中的噪聲。實例分析計算表明，利用拆分—重組的處理方法能非常準(zhǔn)確地標(biāo)定流量系數(shù)，大大提高了推進(jìn)劑加注量的計量精度。

本文所解決的問題不僅是流量計標(biāo)定時遇到的問題，它也是一個常見的工程問題——即已知測試信號序列及該信號所對應(yīng)的結(jié)果，辨識出相應(yīng)的系統(tǒng)參數(shù)，采用拆分—重組的數(shù)據(jù)處理方法能有效解決這類辨識問題。

[1] 鄧明樂, 岳寶增, 黃華. 液體大幅晃動類等效力學(xué)模型研究[J]. 宇航學(xué)報, 2016, 37(6):631-638. [Deng Ming-le, Yue Bao-zeng, Huang Hua. Study on the equivalent mechanical model for large amplitude slosh[J]. Journal of Astronautics, 2016, 37(6):631- 638.]

[2] 李青, 馬興瑞, 王天舒. 非軸對稱貯箱液體晃動的等效力學(xué)模型[J]. 宇航學(xué)報, 2011, 32(2):242-249. [Li Qing, Ma Xing-rui, Wang Tian-shu. Equivalent mechanical model for liquid sloshing in non-axisymmetric tanks [J]. Journal of Astronautics, 2011, 32(2):242-249.]

[3] 丁文華. 近年運載火箭發(fā)射失敗原因分析[J]. 國際太空, 2009, 8:14-19. [Ding Wen-hua. Analysis on the failure of launch vehicle launch in recent years[J]. Space International, 2009, 8:14-19.]

[4] 葉佳敏, 張濤. 浮子流量傳感器線性度的研究[J]. 傳感技術(shù)學(xué)報, 2007, 20(3):570-574. [Ye Jia-min, Zhang Tao. Study on the linearity of float flow sensors[J]. Chinese Journal of Sensors and Actuators, 2007, 20(3):570-574.]

[5] 董云龍, 何友, 王國宏, 等. 一種改進(jìn)的系統(tǒng)偏差估計算法[J]. 宇航學(xué)報, 2005, 26(6):737-742. [Dong Yun-long, He You, Wang Guo-hong, et al. One modified algorithms to estimate system errors[J]. Journal of Astronautics, 2005, 26(6):737-742.]

[6] 董帥, 徐科軍, 侯其立, 等. 微彎型科氏質(zhì)量流量計測量氣-液兩相流研究[J]. 儀器儀表學(xué)報, 2015, 36(9):1972-1977. [Dong Shuai, Xu Ke-jun, Hou Qi-li, et al. Study on measuring gas-liquid two-phase flow with microbend type Coriolis mass flowmeter[J]. Chinese Journal of Scientific Instrument, 2015, 36(9):1972- 1977.]

[7] 吳瑕, 周焰. 模糊傳感器與區(qū)間型多屬性決策的信息融合方法[J]. 宇航學(xué)報, 2011, 32(6):1409-1415. [Wu Xia, Zhou Yan. Method of information fusion based on fuzzy sensor and interval multi-attribute decision-making [J]. Journal of Astronautics, 2011, 32(6):1409-1415.]

[8] 王新峰, 王洪志, 高敏忠. 基于累積誤差效應(yīng)的瞬變加注量融合算法[J]. 北京航空航天大學(xué)學(xué)報, 2012, 38(5):670-674. [Wang Xin-feng, Wang Hong-zhi, Gao Min-zhong. Fusion algorithm for transient loading volume with accumulative error [J]. Journal of Beijing University of Aeronautics and Astronautics, 2012, 38(5):670-674.]

[9] 黃衛(wèi)華, 方康玲, 章政. 典型模糊控制器的隸屬函數(shù)設(shè)計及分析[J]. 模糊系統(tǒng)與數(shù)學(xué), 2010, 24(5):83-90. [Huang Wei-hua, Fang Kang-lin, Zhang Zheng. Analysis and design of membership function for a typical fuzzy controller [J]. Fuzzy System and Mathematics, 2010, 24(5):83-90.]

[10] 董煒, 陳衛(wèi)征, 徐曉濱, 等. 基于可分性測度的模糊隸屬函數(shù)確定方法[J]. 控制與決策, 2014(11): 2089-2093. [Dong Wei, Chen Wei-zheng, Xu Xiao- bin, et al. Determination method of fuzzy membership function based on separability measure[J]. Control and Decision, 2014(11): 2089-2093.]

[11] 周浩. 線性數(shù)據(jù)擬合方法的誤差分析及其改進(jìn)應(yīng)用[J]. 大學(xué)數(shù)學(xué), 2013, 29(1):70-76. [Zhou Hao. Error analysis and improved application of linear data fitting method [J]. College Mathematics, 2013, 29(1):70-76.]

[12] 鄭德智, 王帥, 樊尚春. 渦街流量傳感器信號處理方法研究[J]. 傳感技術(shù)學(xué)報, 2009, 22(1):80-84. [Zheng De-zhi, Wang Shuai, Fan Shang-chun. Research on signal processing method of vortex flowmeter[J]. Chinese Journal of Sensors and Actuators, 2009, 22(1):80-84.]

[13] JJG 1037-2008, 渦輪流量計檢定規(guī)程[S].

[14] 鄔吉波. 線性模型參數(shù)估計的若干性質(zhì)研究[D]. 重慶:重慶大學(xué), 2013. [Wu Ji-bo. Research on the properties of parameter estimation in linear regression model [D]. Chongqing: Chongqing University, 2013.]

[15] 劉學(xué)彥, 王昕, 王振雷. 帶遺忘因子的線性回歸性能評估算法及應(yīng)用[J]. 控制工程, 2014, 21(6):867- 872. [Liu Xue-yan, Wang Xin, Wang Zhen-lei. Performance assessment algorithm of improved linear regression with forgetting factor (ILR) and its application [J]. Control Engineering of China, 2014, 21(6): 867-872.]

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Field Calibration of Flowmeter Coefficient of Rocket Propellant Filling System

REN Yong-ping1, LING Bin1, CUI Ben-ting1, CUI Yan2

(1. Taiyuan Satellite Launch Center, Taiyuan 030027, China; 2. Taiyuan University of Technology, Taiyuan 030027, China)

In order to solve the problem of the poor measurement precision of a liquid rocket propellant filling system, a new data processing method called split and recombination is presented. The method splits the measured data into some components which are in the form of convex combination, and then recombines those components respectively to constitute a valid least squares equation. At the same time, a forgetting factor is employed to compromise the time-effectiveness of the measured data. The validity and practicability of this method are verified by the actual measured data of some launch missions according to the two common engineering conditions. It is shown that the field calibration of the flowmeter has been achieved and the measurement precision of the filling system has been improved.

Propellant filling; Flow coefficient; Membership function; Least squares; Parameter identification

2016-11-04;

2017-04-14

國家自然科學(xué)基金青年基金(201507098)

V554+.4

A

1000-1328(2017)06-0655-07

10.3873/j.issn.1000-1328.2017.06.013

任永平(1966-)，男，博士，高級工程師，主要從事航天發(fā)射地面設(shè)備、系統(tǒng)辨識等方面的研究。