航天器高精度控温系统设计的稳定性条件

航天器热控设计中普遍采用时间离散型控温系统,其自身稳定性将影响控温效果,尤其是高精度控温系统的稳定性更直接影响控温精度指标的达成。文章以某典型航天器高精度主动控温系统为研究对象,首先建立融合其热物理模型和控制算法的统一控温系统模型,并结合航天器热控领域的工程实际,通过合理简化实现了模型的线性化;然后基于上述线性化模型,对离散控温系统的稳定性进行研究,应用数学分析及经典控制理论方法对航天器热控设计中实际采用的基于比例和PI算法的控温系统进行理论求解,获得了保持系统稳定的充要条件;最后采用仿真分析的方法验证了上述约束条件的正确性。

一种基于空间相机热特性的高精度控温方法

为提高空间相机的控温精度以保证成像品质,文章提出了一种基于空间相机热特性的高精度控温方法。该方法从相机控温回路所控区域的能量平衡方程出发,根据控温区域自身的热特性参数,综合考虑其它控温区域对其传热影响以及外热流变化等因素,最终确定本控温周期内的主动控温功耗或加热占空比。通过建立某相机热模型,分别施加上述控温方法与开关比例控制算法,对控温效果进行了仿真对比。结果表明,该方法的控温精度显著优于常用的开关比例控制。

高精度控温系统接口信号调理

本文介绍ＦＴＣ—４高精度控温仪接口信号调理若干问题，包括电桥温度补偿电路的最佳特性设计、输出信号非线性误差分析以及电桥偏置法扩大控温量程的方法等．

PLC在高精度控温系统中的应用

提出和总结了一套采用以PLC为主体的高精度多点控温系统的设计方法,获得高精度控温的软件的设计技术、软硬件配合的关键点.该系统具有组合灵活,控温精度高、成本低廉、高可靠的特点.

一种新型高精度温控方法研究

温度是影响电子设备性能的主要因素,对控温精度要求较高的器件的控温普遍采用数字PID算法作为控制策略,然而普通的PID控制控温精度普遍不高,且不能实现参数的自整定。提出一种基于虚拟仪器技术的数字PID算法高精度控温技术,开展了实验研究,并将PID控制与模糊控制相结合,实现对PID参数自整定,通过matlab进行了仿真。研究结果表明基于虚拟仪器技术的数字PID算法可以实现控温精度优于±0.02℃,模糊参数自整定PID算法较普通PID算法控温精度高,抗干扰能力强,超调小,过渡过程快,控制品质高,却能实现参数自整定,具有更好适应能力,为应用PID算法实现高精度控温提供了参考。

高精度计量实验室空调系统设计

主要针对高精度计量实验空调系统的设计提出理解认识,分别从热扰动控制、空气处理过程及控制系统等方面提出高精度温度控制空调系统相应的设计要求及方法,并介绍了美国国家标准和计量技术研究院(NIST)的先进测量实验室(AML)是如何使其空调系统的控温精度控制在±0.01℃。

FY-3D卫星高光谱温室气体监测仪热控设计及在轨验证

FY-3D卫星高光谱温室气体监测结构布局紧凑,在较小尺寸空间内布置有8个镜头组件、12台电子设备和3台电机。内热源数量众多,光学镜头控温精度要求高,热控功耗及散热面资源紧张,使热控系统设计难度较大。基于热管理、辐射间接热控、辐射冷却及结构热控协同优化设计等多种思路对监测仪热控系统进行设计,有效解决热控难题。入轨后监测仪历经了多个工况模式切换,在轨温度数据表明,所有工况模式下各部组件温度都满足指标要求,且光学镜头温度稳定度较高,在正常工作模式下,干涉仪关键件最大温度波动在±0.15℃以内,其他光学镜头组件最大温度波动在±0.45℃以内,且无论整轨待机模式还是正常工作模式,基于热管理的2组电子设备散热系统都无需消耗热控功耗,实现了多热源复杂机制下高精度控温及节能热设计。

关于舰船自动化舱室控温系统接口电路设计

分析舰船自动化舱室高精度控温系统接口电路设计中的2个问题,包括仪器放大器增益电阻的最佳温度补偿和有源低通滤波器参数设计等。

地球静止轨道红外相机热控设计及验证

随着相机分辨率的提升,相机光机主体温度水平及温度稳定性要求随之提高,且红外相机需要将探测器制冷到较低温度。工作于地球静止轨道的红外相机所处空间热环境复杂,相机光学系统会长时间受到太阳照射,且无长期背阴面,为相机的热控设计带来了很大的挑战。结合地球静止轨道空间热环境特点以及相机成像需求,采用遮光罩&热门的方式有效屏蔽外部热流的影响,将主光学系统温度控制在(20±3)℃以内,为相机每天成像时间不少于20 h提供了温度保障;采用高效隔热技术以及高效热量排散技术将探测器控制在80 K以下,满足成像模式探测器温度需求。地面试验以及在轨飞行数据表明,相机的热控设计合理可行,为后续高轨红外相机的高精度控温提供了有力支撑。

重力梯度仪mK级温度稳定度控制设计及验证

针对某卫星有效载荷之重力梯度仪提出的温度稳定度优于±10 mK/200 s的超高指标要求,提出了构建部件级阻容滤波网络、进行系统级隔热强化设计、高精度多级主动测控温设计以及电缆漏热控制的热控方案。热仿真分析和热平衡试验结果表明,梯度仪组件的温度稳定度优于±8 mK/200 s,满足设计指标要求,验证了该热控设计方法的可行性及有效性,可为其他有高精度高稳定度控温需求的航天器部件热控设计提供参考。