[發明專利]一種航天器真空熱環境模擬結構及溫度調節方法

在審

• 申請號: 202110655140.2
• 申請日: 2021-06-11
• 公開（公告）號: CN113602537A
• 公開（公告）日: 2021-11-05
• 發明（設計）人: 王晶;李日華;杜春林;秦家勇;劉波;吳東亮;于晨;安萬慶;朱琳;張麗娜
• 申請（專利權）人: 北京衛星環境工程研究所
• 主分類號: B64G7/00
• 分類號: B64G7/00;G06F17/15
• 代理公司: 北京志霖恒遠知識產權代理事務所(普通合伙) 11435
• 代理人: 郭棟梁

1.一種航天器真空熱環境模擬結構，包括真空容器，所述真空容器內底部設置有支撐架；其特征在于：還包括固定在所述支撐架中部的梁式框架、若干對稱固定在所述梁式框架上的衛星安裝架、安裝在衛星安裝架上的衛星、豎直固定在所述梁式框架上且位于相鄰的衛星安裝架之間的星間主冷板、設置在每顆衛星底部的下冷板；每顆所述衛星的上表面設有上燈陣及用于測溫的溫度傳感器，每顆所述衛星的下表面設有下燈陣及用于測溫的溫度傳感器；所述上燈陣和下燈陣用于加熱，提供熱環境。

2.根據權利要求1所述的航天器真空熱環境模擬結構，其特征在于，還包括安裝在所述衛星上的水平傾角傳感器、均勻設置在所述梁式框架底部的若干水平調節機構；所述水平調節機構用于根據所述水平傾角傳感器的信號調節梁式框架的豎直高度。

3.根據權利要求2所述的航天器真空熱環境模擬結構，其特征在于，所述水平調節機構包括上下貫通且頂端固定在所述梁式框架底部的安裝座、從所述安裝座穿過的推桿；所述推桿的底端固定在所述支撐架上；

所述推桿包括位于底部的螺紋筒、螺紋連接在所述螺紋筒內的螺紋桿；

所述安裝座的底部固定有傳動機箱；所述傳動箱由電機驅動帶動所述螺紋桿轉動。

4.根據權利要求3所述的航天器真空熱環境模擬結構，其特征在于，所述傳動機箱的側壁設有加熱片，所述加熱片由控溫儀控制加熱。

5.根據權利要求1-4任意一項所述的航天器真空熱環境模擬結構，其特征在于，還包括用于測量衛星內壓力的真空規；所述真空規通過支架安裝在所述衛星的艙板上；所述衛星的艙板對應所述真空規的測量口開設有開孔；所述開孔在所述真空規固定安裝后密封。

6.根據權利要求5所述的航天器真空熱環境模擬結構，其特征在于，所述支架與所述衛星的艙板之間設有隔熱墊片。

7.根據權利要求5所述的航天器真空熱環境模擬結構，其特征在于，所述真空規為熱陰極電離規。

8.根據權利要求1-4任意一項所述的航天器真空熱環境模擬結構，其特征在于，所述衛星安裝架為L型安裝架，L型支架及衛星對稱布置在星間主冷板兩側。

9.一種航天器真空熱環境溫度調節方法，其特征在于，應用于權利要求1至8任意一項所述的航天器真空熱環境模擬結構，包括以下步驟：

將每個所述上燈陣和下燈陣均劃分為若干個溫度控制區，每個所述溫度控制區通過PID運算器控制其電流信號，每個所述控制器的電流信號根據以下步驟確定：

以實驗開始時間為基準開始計時；

獲取當前控制周期的實時溫度信號數據y_t；

通過以下函數確定當前控制周期的設定目標溫度y:

y＝r-Δy+Δy*[1-exp(-t/T)]；

其中r為最終溫度控制目標，Δy為實時溫度信號數據y_t與r的差值；t為獲取實時溫度信號數據y_t的時間；T為設定時間常數；

根據以下公式確定所述PID運算器的控制增量u(t)：

e(t)＝y-y_t；

其中K_p為設定的調節系數。