[發明專利]一種基于歸一化的混合型高精度溫控方法

在審

• 申請號: 202211037733.3
• 申請日: 2022-08-26
• 公開（公告）號: CN115542963A
• 公開（公告）日: 2022-12-30
• 發明（設計）人: 閆國瑞;田帥虎;蘇晨光;王啟寧;李曉;史簡
• 申請（專利權）人: 航天東方紅衛星有限公司
• 主分類號: G05D23/20
• 分類號: G05D23/20;B64G1/50
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 范曉毅

本發明公開了一種基于歸一化的混合型高精度溫控方法，首先根據預先設置的溫控閾值下限和溫控閾值上限得到溫控目標溫度，再計算實際溫度值和溫控目標溫度之間的歸一化溫度偏差，根據偏置直接控制加熱回路的平均期望輸出占空比，并利用歸一化PID+開關控制的方式控制加熱回路的實際輸出占空比。本發明實現了航天器高精度主動溫控，具備控溫精度高、參數易調整等優點。

技術領域

本發明涉及一種基于歸一化的混合型高精度溫控方法，用于對航天器實現高精度溫控，屬于溫度控制技術領域。

背景技術

隨著航天技術發展，一些高精度測量部件如光學敏感器件、加速度計等對溫度控制精度提出了更高的要求，高精度溫控能夠為測量部件提供溫度穩定的工作環境，以及減少熱變形對其測量精度的影響。這些高精度測量部件對溫度控制的準確度及穩定度要求越來越高，一些儀器設備的溫控穩定性指標要求優于毫K級。

航天器的熱控一般采用被動熱控和主動溫控補償相結合的設計方式，為保證關鍵儀器設備溫控的準確度和穩定度，對主動溫控方法提出了更高的要求。傳統的開關式主動溫控方法無法滿足高精度要求。對于應用普通型的PID計算溫控周期方法，其比例系數、積分系數、微分系數取值范圍難以確定，需要不斷調整摸索，且溫控周期一旦變化，上述比例系數、積分系數、微分系數還需重新調整。

發明內容

本發明的目的在于克服上述缺陷，提供一種基于歸一化的混合型高精度溫控方法，解決了現有技術中溫控精度低、調節方式復雜的技術問題，本發明實現了航天器高精度主動溫控，具備控溫精度高、參數易調整等優點。

為實現上述發明目的，本發明提供如下技術方案：

一種基于歸一化的混合型高精度溫控方法，包括：

(1)根據預先設置的溫控閾值下限T_min和溫控閾值上限T_max得到溫控目標溫度T_target；

(2)在第k個溫控周期，采集被控設備的實際溫度值T(k)，k＝1，2，3，……；

(3)根據溫控閾值下限T_min、溫控閾值上限T_max、溫控目標溫度T_target和被控設備的實際溫度值T(k)得到第k個溫控周期的歸一化溫度偏差e(k)：

e(k)＝(T_target-T(k))×2/(T_max-T_min)；

(4)根據第k個溫控周期的歸一化溫度偏差e(k)和前k-1個溫控周期的積分誤差sumErr(k-1)得到第k個溫控周期的積分誤差sumErr(k)；

(5)根據第k個溫控周期的歸一化溫度偏差e(k)和積分誤差sumErr(k)得到加熱回路的期望輸出占空比DR(k)；

(6)控制加熱回路的輸出占空比為DR(k)；

(7)在第k+1個溫控周期，返回步驟(2)。

進一步的，步驟(1)中，T_target＝(T_min+T_max)/2。

進一步的，步驟(4)中，sumErr(k)＝sumErr(k-1)+e(k)；

積分誤差的初始值sumErr(0)＝0。

進一步的，步驟(5)中，根據第k個溫控周期的歸一化溫度偏差e(k)和積分誤差sumErr(k)得到加熱回路的期望輸出占空比DR(k)的方法為：

當e(k)≥1，則DR(k)＝100％；

若e(k)≤-1，則DR(k)＝0％；