[發明專利]一種用于飛行器的智能溫控表

有效

• 申請號: 201610009718.6
• 申請日: 2016-01-07
• 公開（公告）號: CN105528000B
• 公開（公告）日: 2018-04-27
• 發明（設計）人: 李銀魚;王忻;陳蛟;黃輝;姜小燕;劉峰;李德忠;黃媛媛;劉海陽
• 申請（專利權）人: 北京航天發射技術研究所;中國運載火箭技術研究院
• 主分類號: G05D23/30
• 分類號: G05D23/30
• 代理公司: 中國航天科技專利中心11009
• 代理人: 王瓊

技術領域

本發明涉及一種用于飛行器的智能溫控表，屬于飛行器自動控制技術領域。

背景技術

目前，我國應用于軍事領域飛行器的溫度控制的方法較常見的有開環控制、PID控制等，此類控制較為廣泛的應用于不同的系統的溫度的控制、調節上，其中開環控制適用于較為簡單的系統，系統中需要人機交互，通過人為或借助機器的監測需求的當前溫度值并對溫度控制器進行操作，能夠實現對溫度的簡單控制。開環控制缺點明顯，不適用于目前自動化控制的需求。

PID控制較多的適用于自控系統的溫度控制，PID控制器共包括三個環節：比例環節、積分環節和微分環節。各個環節對控制性能的影響是不一樣的，按照比例產生了控制系統的偏差信號e(t)，系統一旦產生偏差，控制器的比例環節馬上產生作用來減少偏差。若比例作用大則可加快調節速度，減少誤差，但若比例作用過大時，則會使系統的穩定性降低。單一的純比例P 控制系統具有結構簡單、響應快等優點，但是卻對有自平衡能力的系統會產生靜態誤差，同時對時滯系統也會產生振蕩，動態特性效果不理想，所以對于復雜的控制環境，單一的純比例P控制系統不能滿足控制性能要求的。積分環節主要是用來消除系統的穩態誤差(也稱靜差)。當系統出現誤差時，控制器的積分調節作用就開始實施，直至系統的誤差消失，積分調節作用才會停止，同時積分調節環節輸出一個常數值。積分調節作用的強弱與積分時間有關，積分時間越大，積分調節作用越小，積分時間越小，積分調節作用則增強，加入積分調節作用后系統的穩定性會下降，同時影響系統的動態響應特性，使系統的動態響應變慢。微分調節作用是對系統將要產生的變化作以預測，具有預見性，它能夠預測到系統偏差的變化趨勢，并及時做出相應調節，在偏差信號變大之前引入有效的修正信號，產生超前的控制效果，加快了系統的響應時間，改善了系統的動態特性。但是，微分調節作用對干擾有放大的作用，所以當微分調節作用過強時，就會降低系統的抗干擾能力。所以目前的PID控制系統雖然能夠實現負反饋，但是不具備自主判斷能力，而且系統復雜，對于需要小型化的飛行器系統是非常不合適的。

發明內容

本發明的技術解決問題是：克服現有技術的不足，提供了一種用于飛行器的智能溫控表，本發明通過對溫度信號進行分析判斷，并根據判斷結果輸出加熱、停止加熱信號以及報警信號，本發明通過對傳感器輸入的電壓信號分析，能夠將加熱溫度和飛行器溫度穩定控制在目標溫度的2度范圍內，并能夠使其在長時間內保持穩定。

本發明的技術解決方案是：

一種用于飛行器的智能溫控表，其特征在于包括：誤差校正模塊、信號采集模塊、信號放大模塊、主控模塊、數據存儲模塊、顯示模塊和狀態指示模塊；

誤差校正模塊，利用飛行器模擬實驗時輸出的實際溫度電壓信號進行擬合得到誤差校正函數，并將其發送至存儲模塊進行存儲；誤差校正函數擬合的具體方法如下：

依次利用零次、一次以及高次多項進行溫度和輸出電壓信號的擬合，并計算各次多項式下實際溫度電壓信號與該實際溫度下擬合曲線輸出的電壓信號之間誤差的平方和不隨擬合次數變化超過一定閾值，則認為擬合曲線滿足要求；

信號采集模塊，實時采集飛行器傳感器輸出的溫度模擬電壓信號，并發送至信號放大模塊；

信號放大模塊，將接收到的溫度電壓信號進行放大后發送至主控模塊；

主控模塊，讀取并利用存儲模塊中的誤差校正函數對信號放大模塊發送的溫度電壓信號進行校正，得到溫度值，并對該溫度值進行判決，同時將該溫度值發送至顯示模塊；對該溫度值進行判決的原則如下：

當溫度超過高溫閾值A時，主控模塊發出高溫報警信號，同時將該高溫報警信號發送至狀態指示模塊；

當溫度超過目標溫度閾值B時，主控模塊發出停止加溫控制信號，同時將該加溫控制信號發送至狀態指示模塊；

當溫度低于目標閾值一定數值C時，主控模塊發出持續加溫控制信號，同時將該持續加溫控制信號發送至狀態指示模塊；

當溫度位于閾值B和C之間時，主控模塊發出間隔加溫控制信號，同時將該間隔加溫控制信號發送至狀態指示模塊；

計算飛行器溫度平衡所需要的每個周期的加熱時間同溫度的變化量的關系函數：

t(加熱時間)＝T(周期)-{a/[T(目標溫度)-T(當前溫度)]}