[發(fā)明專利]一種調(diào)節(jié)微小衛(wèi)星在軌外熱流模擬的控制方法及裝置

在審

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• 申請日: 2017-11-01
• 公開（公告）號: CN107861400A
• 公開（公告）日: 2018-03-30
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王洋;張永陽
• 申請（專利權(quán)）人: 王洋
• 主分類號: G05B17/02
• 分類號: G05B17/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于航天器地面真空熱試驗領(lǐng)域，具體地，一種調(diào)節(jié)微小衛(wèi)星在軌外熱流模擬的控制方法及裝置。

背景技術(shù)

隨著科學技術(shù)的發(fā)展，航天器在對地應用、太空探測和星際飛行等空間技術(shù)領(lǐng)域取得了巨大的成功，其中航天器熱控制是航天器開展空間探測活動必不可少的一個技術(shù)保障，目前，復雜惡劣的空間環(huán)境對航天器熱控系統(tǒng)提出了新的挑戰(zhàn)。衛(wèi)星熱平衡試驗驗證熱控設(shè)計是熱控系統(tǒng)的重要工作之一。

傳統(tǒng)的衛(wèi)星外熱流模擬大多采用紅外加熱籠、紅外燈陣等試驗系統(tǒng)，此類試驗系統(tǒng)屬于非接觸式加熱，且成本較高，該試驗系統(tǒng)主要針對于大型衛(wèi)星進行模擬，但在科技高速發(fā)展以及成本控制的前提下，微小衛(wèi)星行業(yè)得到了快速的發(fā)展，即重量小于100KG，傳統(tǒng)的模擬實驗是通過非接觸式加熱，由于微小型衛(wèi)星體積較小，所以非接觸式加熱對于微小型衛(wèi)星來說誤差過大，無法施加試驗誤差范圍內(nèi)的外熱流。

而目前，并沒有一種針對于微小型衛(wèi)星準確的在軌外熱流模擬的控制方法及裝置。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)存在的技術(shù)缺陷，本發(fā)明的目的是提供一種調(diào)節(jié)微小衛(wèi)星在軌外熱流模擬的控制方法及裝置，根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種調(diào)節(jié)微小衛(wèi)星在軌外熱流模擬的控制方法，其用于減少熱流模擬試驗的溫度誤差，包括如下步驟：

a：根據(jù)衛(wèi)星的軌道與姿態(tài)數(shù)據(jù),結(jié)合衛(wèi)星基本信息S，建立衛(wèi)星

外熱流計算模型；

b:根據(jù)外熱流計算模型計算得到衛(wèi)星表面的外熱流數(shù)據(jù)Cs；

c：根據(jù)所述外熱流數(shù)據(jù)計算出衛(wèi)星表面外熱流模擬加熱器功耗數(shù)據(jù),并由軟件控制模塊接收所述模擬外熱流加熱器熱耗數(shù)據(jù)；

d：基于薄膜電加熱片實現(xiàn)所述熱耗數(shù)據(jù)Cs的熱流輸出。

e：相隔時刻Δt，重復執(zhí)行步驟c至步驟d。

優(yōu)選地，所述步驟a包括如下步驟：

a1：獲取模擬軌道信息；

a2：獲取模擬姿態(tài)信息；

a3：基于所述軌道信息以及所述姿態(tài)信息并結(jié)合衛(wèi)星基本信息S，建立衛(wèi)星外熱流計算模型。

優(yōu)選地，所述衛(wèi)星的基本信息包括如下信息中的任一種或任多種：

衛(wèi)星的質(zhì)量；

衛(wèi)星的表面材料；

衛(wèi)星的表面特性；

衛(wèi)星的尺寸；或者

衛(wèi)星的構(gòu)型。

優(yōu)選地，在所述步驟d中，基于不同的衛(wèi)星基本信息S，所述薄膜電加熱片的分布不同。

優(yōu)選地，所述薄膜電加熱片的設(shè)置根據(jù)微小衛(wèi)星的表面積進行合理分布。

優(yōu)選地，所述步驟e還包括步驟e′：根據(jù)不同的時刻Δt，實現(xiàn)對不同軌道與姿態(tài)下的熱流輸出的控制。

優(yōu)選地，還包括步驟f：實時獲取所述微小衛(wèi)星的表面溫度。

優(yōu)選地，所述步驟f之前包括如下步驟：

f′：獲取微小衛(wèi)星溫度、模擬空間熱環(huán)境、模擬空間外熱流。

優(yōu)選地，所述空間外熱流的計算基于如下公式獲得：

T＝X+Y+Z，其中，所述X為太陽直接輻射熱流，Y為地球紅外輻射熱

流，Z為地球反照太陽熱流。

根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，提供了一種調(diào)節(jié)微小衛(wèi)星在軌外熱流模擬的控制裝置，包括：

軌道與姿態(tài)模塊1：用于模擬衛(wèi)星的軌道與姿態(tài)；

第一獲取模塊2：用于獲取外熱流數(shù)據(jù)C；

第二獲取模塊3：用于獲取微小衛(wèi)星外熱流模擬加熱器的熱耗數(shù)

據(jù)Cs；

第一接收模塊4：用于接收所述熱耗數(shù)據(jù)Cs；

第一輸出模塊5：用于實現(xiàn)所述熱耗數(shù)據(jù)Cs的熱流輸出。

優(yōu)選地，所述第一獲取模塊2還包括：

第一模擬模塊21：用于模擬出所述熱流數(shù)據(jù)。

優(yōu)選地，還包括第三獲取模塊6：用模擬信號采集系統(tǒng)通過熱敏感半導體溫度傳感器采集星體表面溫度。

本發(fā)明提供了一種調(diào)節(jié)微小衛(wèi)星外溫度熱流模擬的控制方法及裝置，通過微小衛(wèi)星熱模型結(jié)合軌道與姿態(tài)模塊仿真得到的熱流數(shù)據(jù)分析出微小衛(wèi)星外表面各路薄膜電加熱器的模擬加熱功耗，實現(xiàn)了熱流輸出的功率輸出數(shù)據(jù)，并通過調(diào)節(jié)微小衛(wèi)星外溫度熱流模擬的控制裝置，控制熱流輸出，本發(fā)明操作簡單，使用方便，具有極高的科研價值。

附圖說明

通過閱讀參照以下附圖對非限制性實施例所作的詳細描述，本實用新型的其它特征、目的和優(yōu)點將會變得更明顯：

圖1示出了本發(fā)明的具體實施方式的，一種調(diào)節(jié)微小衛(wèi)星外溫度熱流模擬的控制方法的具體流程示意圖；