[发明专利]一种空间光学遥感器的主动热控装置及方法

说明书

本发明提供了一种空间光学遥感器的主动热控装置，包括主镜组件、次镜组件、三镜组件，主镜热控组件，所述主镜热控组件包括内环控制组件和外环控制组件；所述外环控制组件包括依次环形连接的第一控制器、第二控制器、加热片、主镜支撑结构、主镜、第一测温器；所述内环控制组件包括所述第二控制器、所述加热片、所述主镜支撑、和第二测温器，所述第二测温器一端设置在第一控制器和第二控制器之间，另一端设置在所述主镜和所述主镜支撑之间。本发明采用双闭环对光学遥感器的温度进行控制，使得控制器对光学遥感器的温度控制更加精确。进而可以保证光学遥感器的成像焦面位置变化更小，使得其成像质量更好。

技术领域

本发明涉及空间遥感器领域，更具体而言，涉及一种空间光学遥感器的主动热控装置及方法。

背景技术

空间光学遥感器作为遥感卫星的有效载荷，由于其进入轨道工作后，极易受到空间热沉、太阳辐射以及地球红外辐射等热因素的作用，会产生较大的温差。较大的温差除了对遥感器电子学部分正常工作产生影响，也会产生热扰动影响光学系统成像质量。因此，对遥感器实施热控的优化设计很有必要。目前的热控策略主要分为主动热控和被动热控两种方式，区别在于被动热控在控制过程中被控对象对控温系统无反馈作用，而主动热控可以在遥感器的结构部件上实施控温和测温组件，根据其内外热流的变化进行温度调节，形成闭环控制。

目前的热控方法中，被动热控属于开环控制，通过对光学遥感器进行目标温度设置，并通过对对结构进行合理的热控布局，使得光学遥感器处于要求的温度范围内。其缺点是控制器无法实现对遥感器关键部位温度的实时监测，并且温度只能控制在一定范围内，无法实现高精度的温度控制。主动热控通过使用温度传感器对遥感器关键部位进行温度采集反馈到控制器，控制器对反馈的温度进行解算，发送控制信号至加热片来控制光学遥感器的温度达到稳定的状态，形成了闭环控制。从而使得设备可以正常工作。虽然这种闭环控制可以实时监控遥感器的关键部位的温度，但是单闭环的控制精度并不理想。

发明内容

本发明的目的之一在于提供一种空间光学遥感器的主动热控装置，以解决现有技术中闭环控制精度不理想的技术问题。

本发明的目的之二在于提供一种空间光学遥感器的主动热控方法，该方法温度控制更加精确，光学遥感器的成像焦面位置变化小，成像质量好。

为了解决上述技术问题，一方面，本发明提供了一种空间光学遥感器的主动热控装置，包括主镜组件、次镜组件、三镜组件，主镜热控组件，所述主镜热控组件包括内环控制组件和外环控制组件；所述外环控制组件包括依次环形连接的第一控制器、第二控制器、加热片、主镜支撑结构、主镜、第一测温器；所述内环控制组件包括所述第二控制器、所述加热片、所述主镜支撑、和第二测温器，所述第二测温器一端设置在第一控制器和第二控制器之间，另一端设置在所述主镜和所述主镜支撑之间。

另一方面，本发明提供了一种空间光学遥感器的主动热控方法，使用所述的空间光学遥感器的主动热控装置，其方法包括：

S1:目标温度输入至第一控制器，当在加热片和主镜支撑机构之间有第一热扰动时，第二控制器通过接受第二测温器反馈的数据判断是否对主镜支撑组件进行温度控制,从而实现内环控制；

S2:当在主镜支撑机构和主镜之间有第二热扰动时，主镜的温度通过第一测温器反馈至第一控制器，并通过第二控制器传至加热片，从而实现外环控制。

进一步的，所述步骤S1中第二控制器通过接受第二测温器反馈的数据判断是否对主镜支撑组件进行温度控制,从而实现内环控制的具体步骤为：

S11:当第二测温器的反馈温度高于目标温度时，第二控制器控制加热片不加热；

S12:当第二测温器的反馈温度低于目标温度时，第二控制器通过加热片对主镜支撑结构加热。

进一步的，所述步骤S2中通过第一测温器反馈至第一控制器，并通过第二控制器传至加热片，从而实现外环控制的具体步骤为：