[发明专利]大型航天器天线性能测试的吸波外热流模拟系统控温方法

摘要

本发明公开了一种用于大型航天器微波天线真空热试验中进行天线性能测试的吸波外热流模拟系统的控温方法，它以吸波箱内部劈尖表面温度为控制对象，以吸波箱外表面的薄膜加热器做为加热器，实现对安置在吸波箱内部天线的温度控制，该方法在多级PID算法的基础上，通过建立吸波材料表面温度‑天线表面到达热流的稳态与动态模型整定不同温度下比例、积分、微分参数；分段给定算法目标曲线；采用模糊控制算法提高控制对象的平衡速度；引入神经网络模型预报试件表面温度。本发明实现了大型航天器微波天线热试验中天线温度的均匀、高效率及高精度控制，适用于大型微波天线真空热试验，提高试验测试有效性和覆盖性，也可适用于配备大型微波天线的航天器真空热试验。

主权项

1.针对用于航天器大型微波天线的在地面进行无线测试真空热试验用的吸波外热流模拟系统的温度控制方法，包括以下步骤：使用薄膜加热器对吸波材料和大型微波天线的表面温度进行分区控制，同一控制区内，多个薄膜加热器对应一个温度测点；采集吸波材料表面的温度与大型微波天线的表面温度；每个控制区内相应的薄膜加热器控制方法为：根据吸波材料表面温度与天线的热传递关系建立吸波材料表面温度‑天线表面到达热流之间的稳态与动态模型，并进行多次模拟试验对模型进行修正；经吸波材料表面温度‑天线表面到达热流之间的稳态与动态模型计算出天线表面达到设定的到达热流时的吸波材料表面的温度；经比例‑积分‑微分(PID)环节比较吸波材料表面温度与设定温度之间的偏差，获取偏差量，对所述偏差量进行PID运算和处理，得到相应控制量，控制量为加热器所应输出功率的1/4次方；将所得控制量输入薄膜加热器电流‑功率模型，得出薄膜加热器的稳态工作于该功率下所对应的电流值；以该电流值驱动程控电源给薄膜加热器供电，控制吸波材料的表面温度。