[发明专利]一种航天器反馈控制和顺馈补偿相结合的复合控温系统

权利要求书

1.一种反馈控制和顺馈补偿结合的复合控温系统，其特征在于包括：温度偏差反馈模块、外热流内热源顺馈模块、电加热驱动模块、测温传感器以及热控实施模块；

测温传感器测量出待控温目标的实时温度并提供给温度偏差反馈模块，外热流内热源顺馈模块给温度偏差反馈模块提供加热时间控制系数，温度偏差反馈模块根据待控温目标的实时温度和加热时间控制系数，生成实际控温周期、加热时间、实时温度偏差与预设偏差范围最大值的比值、单位时间内的可分辨加热时间的个数给电加热驱动模块，电加热驱动模块根据所述实际控温周期、加热时间、实时温度偏差与预设偏差范围最大值的比值、单位时间内的可分辨加热时间的个数，驱动热控实施模块对待控温目标进行控温；

所述温度偏差反馈模块包括温度测量模块、控温周期调整模块、加热时间控制模块以及可分辨加热时间设置模块；

温度测量模块采集测温传感器的值，获得待控温目标的实时温度，进而获得实时温度偏差与预设偏差范围最大值的比值，并提供给控温周期调整模块以及电加热驱动模块；控温周期调整模块根据所述待控温目标的实时温度以及预设的待控温目标的期望值，获得实际控温周期并提供给加热时间控制模块以及电加热驱动模块；

加热时间控制模块根据所述实际控温周期、实时温度偏差与预设偏差范围最大值的比值获得加热时间，提供给电加热驱动模块；

可分辨加热时间设置模块生成加热步长提供给加热时间控制模块，加热时间控制模块根据所述加热步长、外热流内热源顺馈模块提供的加热时间控制系数生成单位时间内的可分辨加热时间的个数，提供给电加热驱动模块；

将实际控温周期内加热时间，按照可分辨加热时间设置模块确定的加热步长为步长，以单位时间内的可分辨加热时间的个数为个数，在实际控温周期内按时间平均分布，输出至电加热驱动模块，以此控制热控实施模块对待控温目标进行控温。

2.根据权利要求1所述的一种反馈控制和顺馈补偿结合的复合控温系统，其特征在于：外热流内热源顺馈模块提供加热时间控制系数S(t)，具体为：

其中，t为在轨运行时间，a取值范围为(0，1)，b取值范围为(1,2)。

3.根据权利要求2所述的一种反馈控制和顺馈补偿结合的复合控温系统，其特征在于：所述控温周期调整模块根据待控温目标的实时温度以及预设的待控温目标的期望值，获得实际控温周期，具体为：

其中，k为调整比例系数，为待控温目标的实时温度与预置待控温目标的期望值的差值的向上取整，C₀为初始控温周期；C为实际控温周期。

4.根据权利要求3所述的一种反馈控制和顺馈补偿结合的复合控温系统，其特征在于：所述调整比例系数k的取值范围为[1/3，1]；所述ΔT的取值范围为(0，3]。

5.根据权利要求4所述的一种反馈控制和顺馈补偿结合的复合控温系统，其特征在于：所述可分辨加热时间设置模块生成加热步长，具体为：

其中，Δc为加热步长，Cap为热容，P为加热功率，L为调整系数。

6.根据权利要求5所述的一种反馈控制和顺馈补偿结合的复合控温系统，其特征在于：加热时间控制模块根据所述加热步长、外热流内热源顺馈模块提供的加热时间控制系数，生成单位时间内的可分辨加热时间的个数X，具体为：

X＝(1/Δc)×S

其中，Δc为加热步长，S为外热流内热源顺馈模块提供加热时间控制系数。

7.根据权利要求6所述的一种反馈控制和顺馈补偿结合的复合控温系统，其特征在于：电加热驱动模块根据所述实际控温周期、加热时间、实时温度偏差与预设偏差范围最大值的比值、单位时间内的可分辨加热时间的个数X，驱动热控实施模块对待控温目标进行控温，具体为：

实际控温周期C内加热时间H为：

H＝C×ΔT/ΔT_max

其中，ΔT/ΔT_max为待控温目标的实时温度偏差与偏差最大值的比值。