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1、10申请公布号CN104102245A43申请公布日20141015CN104102245A21申请号201410225367322申请日20140526G05D23/1920060171申请人航天东方红卫星有限公司地址100094北京市海淀区北京市5616信箱72发明人徐志明邓卫华74专利代理机构中国航天科技专利中心11009代理人张丽娜54发明名称一种提高卫星控温精度的热控装置及热控方法57摘要本发明涉及一种提高卫星控温精度的热控装置及热控方法，尤其适用于对高精度控温有需求的卫星，属于卫星温控技术领域。该热控装置包括加热片、隔热垫、长方体和隔热材料；长方体的底面作为设备安装底板，长方体的其。
2、他五个面整体作为温控盒。本发明的热控装置及热控制方法可以实现高精度载荷设备的优于01高精度控温，采用的基于分级热控设计热控制方法能够为需要高精度控温的载荷设备提供一个非常稳定的边界条件，为实现高精度温度控制创造了首要条件，并在此基础上，利用本发明热控装置及在高精度载荷设备安装底板利用具备高精度控温算法的主动控温技术，从而达到高精度控温的目的。51INTCL权利要求书1页说明书4页附图2页19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书4页附图2页10申请公布号CN104102245ACN104102245A1/1页21一种提高卫星控温精度的热控装置，其特征在于该热控装置包括。
3、加热片2、隔热垫、长方体和隔热材料5；长方体的底面作为设备安装底板3，长方体的其他五个面整体作为温控盒4；该温控装置上的设备安装底板3通过螺栓固定在卫星结构板1上，从而将该温控装置固定在卫星结构板1上；设备安装底板3与卫星结构板1之间有隔热垫；加热片2粘贴在设备安装底板3的下表面上；待控温的设备放置在长方体内，即位于设备安装底板3上、温控盒4内；设备安装底板3和待控温的设备之间有隔热垫；温控盒4外表面上包覆有隔热材料5。2根据权利要求1所述的一种提高卫星控温精度的热控装置，其特征在于所述的温控盒4采用2MM厚的铝合金板。3根据权利要求1所述的一种提高卫星控温精度的热控装置，其特征在于所述的设备。
4、安装底板3采用3MM厚的铝板。4根据权利要求1所述的一种提高卫星控温精度的热控装置，其特征在于所述的隔热垫采用5MM厚、直径为10MM的玻璃钢。5根据权利要求1所述的一种提高卫星控温精度的热控装置，其特征在于所述的加热片2采用带高精度控温PID算法进行加热。6根据权利要求1所述的一种提高卫星控温精度的热控装置，其特征在于温控盒4外表面上包覆有10个单元的隔热材料5；每单元隔热材料5包括一层双面镀铝膜和一层涤纶网。7根据权利要求1所述的一种提高卫星控温精度的热控装置，其特征在于待控温的设备是指控温精度要求达到01以上的设备。8一种提高卫星控温精度的热控方法，其特征在于该方法根据卫星轨道、姿态和高。
5、精度温度指标要求，卫星热设计采用分区分级热控方法，即根据卫星上各部件的热控指标把热控区域分为核心热控区、过渡热控区和外围热控区三个部分把温度稳定性要求最高、工作温度范围窄的设备置于核心热控区；把温度稳定性要求一般，工作温度范围宽的设备置于过渡热控区；而把对温度的稳定性要求较低，工作温度范围较宽的设备置于外围热控区；各热控区域之间通过蜂窝板或隔热材料进行隔热，并独立控温；在核心热控区安装有上述的热控装置，核心热控区与过渡热控区之间通过卫星结构板1进行隔热连接。9根据权利要求8所述的一种提高卫星控温精度的热控方法，其特征在于所述的核心热控区中的设备要求工作温度范围030，温度精度优于01，在设备表。
6、面喷有黑漆；并在设备安装底板3粘贴加热片2，利用具备高精度控温算法的主动控温技术，对设备安装底板3进行控温，使设备安装底板3控温精度优于01。10根据权利要求8所述的一种提高卫星控温精度的热控方法，其特征在于所述的过渡热控区中的设备要求工作温度范围1550，在设备表面喷有黑漆，如需主动控温则进行主动控温；且通过主动控温使卫星结构板1的温度波动在1以内；所述的外围热控区中的设备要求工作温度范围3040，在设备表面除散热面部分进行隔热包覆，如需主动控温则进行主动控温。权利要求书CN104102245A1/4页3一种提高卫星控温精度的热控装置及热控方法技术领域0001本发明涉及一种提高卫星控温精度的。
7、热控装置及热控方法，尤其适用于对高精度控温有需求的卫星，属于卫星温控技术领域。背景技术0002随着电子技术发展，电子设备热控要求也越来越高，高精度测控温技术是卫星热控制领域重要的研究方向之一。未来的航天器中，高精度的星钟、精密光学系统和精密惯导陀螺等一些关键载荷对温度控制精度的要求越来越高，对温度稳定性要求也越来越严格，控温精度要求达到了毫K级，甚至更高的要求。目前，国外在解决高精度温度控制技术方面，采用了很多方法，在硬件方面采用环路热管等新的热控材料热控措施，在软件方面国外精密温度控制一般采用智能自主控制方法，通过自适应、模糊控制、神经网络等智能控制方法，设计具有鲁棒性和智能性的控制算法，通。
8、过不同区域的温度测点综合判断，达到温度的最优控制，实现高精度控温；国内目前传统的热控制策略一般采用简单的温度反馈控制方法，它采用贴覆在仪器表面的温度传感器作为响应元件，采用开关控制方法，具有可靠性高、控制简单、响应速度快等优点，但因反馈控制手段比较简单，难以实现较高精度的温度控制。我国目前控温精度提高到02已比较困难。因此，针对具有精密温控要求的卫星，提出了一种热控装置及热控制方法，通过该热控装置及热控方法可以实现卫星高精度控温优于01控温要求。发明内容0003本发明的目的是为了克服现有技术的不足，提出一种提高卫星控温精度的热控装置及热控方法，该热控装置及热控方法解决了采用传统热控方法无法实现。
9、的高精度控温问题，提高卫星控温精度，为需精密控温载荷设备在卫星上应用奠定了基础。0004本发明的目的是通过以下技术方案实现的。0005本发明的一种提高卫星控温精度的热控装置，该热控装置包括加热片、隔热垫、长方体和隔热材料；长方体的底面作为设备安装底板，长方体的其他五个面整体作为温控盒；0006所述的温控盒采用2MM厚的铝合金板；0007所述的设备安装底板采用3MM厚的铝板；0008所述的隔热垫采用5MM厚、直径为10MM的玻璃钢；0009所述的加热片采用带高精度控温PID算法进行加热；0010该温控装置上的设备安装底板通过螺栓固定在卫星结构板上，从而将该温控装置固定在卫星结构板上；设备安装底板。
10、与卫星结构板之间有隔热垫；0011加热片粘贴在设备安装底板的下表面上；0012待控温的设备放置在长方体内，即位于设备安装底板上、温控盒内；0013设备安装底板和待控温的设备之间有隔热垫；说明书CN104102245A2/4页40014温控盒外表面上包覆有10个单元的隔热材料；每单元隔热材料包括一层双面镀铝膜和一层涤纶网；0015待控温的设备是指控温精度要求达到01及以上的设备。0016本发明的一种提高卫星控温精度的热控方法，该方法根据卫星轨道、姿态和高精度温度指标要求，卫星热设计采用分区分级热控方法，即根据卫星上各部件的热控指标把热控区域分为核心热控区、过渡热控区和外围热控区三个部分把温度稳定。
11、性要求最高、工作温度范围窄的设备置于核心热控区；把温度稳定性要求一般，工作温度范围宽的设备置于过渡热控区；而把对温度的稳定性要求较低，工作温度范围较宽的设备置于外围热控区；各热控区域之间通过蜂窝板或隔热材料进行隔热，并独立控温，减少各区域之间的相互影响；0017在核心热控区安装有上述的热控装置，核心热控区与过渡热控区之间通过卫星结构板进行连接；0018每个分区，根据不同热控指标要求，采取不同的热控措施。这样通过分区分级的热控方法逐步将核心区的温度控制在一个稳定的范围，在此基础上在核心热控区利用本发明的热控装置，最终达到高精度控温的目的。0019所述的核心热控区中的设备要求工作温度范围030，温。
12、度精度优于01，在设备表面喷有黑漆；0020所述的过渡热控区中的设备要求工作温度范围1550，在设备表面喷有黑漆，如需主动控温则进行主动控温；且通过主动控温使卫星结构板的温度波动在1以内；0021所述的外围热控区中的设备要求工作温度范围3040，在设备表面除散热面部分进行隔热包覆，如需主动控温则进行主动控温。0022有益效果0023本发明的热控装置及热控制方法可以实现高精度载荷设备的优于01高精度控温，采用的基于分级热控设计热控制方法能够为需要高精度控温的载荷设备提供一个非常稳定的边界条件，为实现高精度温度控制创造了首要条件，并在此基础上，利用本发明热控装置及在高精度载荷设备安装底板利用具备高。
13、精度控温算法的主动控温技术，从而达到高精度控温的目的；因此，本发明为需精密控温载荷设备的卫星的热控设计提供一种热控装置及热控制方法，为需精密控温载荷设备在卫星上应用奠定了基础。附图说明0024图1为本发明的热控装置组成示意图；0025图2本发明的分区热控示意图；0026图3为本发明的真空环境试验验证精度为006的结果示意图；0027图4为图3的放大图。具体实施方式0028下面结合附图和实施例对本发明做进一步说明。0029实施例说明书CN104102245A3/4页50030待控温的设备6为敏感单元，温度精度要求为010031如图1所示，该热控装置包括加热片2、隔热垫、长方体和隔热材料5；长方体。
14、的底面作为设备安装底板3，长方体的其他五个面整体作为温控盒4；0032所述的温控盒4采用2MM厚的铝合金板；0033所述的设备安装底板3采用3MM厚的铝板；0034所述的隔热垫采用5MM厚、直径为10MM的玻璃钢；0035所述的加热片2采用带高精度控温PID算法进行加热；0036该温控装置上的设备安装底板3通过螺栓固定在卫星结构板1上，从而将该温控装置固定在卫星结构板1上；设备安装底板3与卫星结构板1之间有隔热垫；0037加热片2粘贴在设备安装底板3的下表面上；0038待控温的设备6放置在长方体内，即位于设备安装底板3上、温控盒4内；0039设备安装底板3和待控温的设备6之间有隔热垫；0040。
15、温控盒4外表面上包覆有10个单元的隔热材料5；每单元隔热材料5包括一层双面镀铝膜和一层涤纶网；0041控制敏感单元的温度精度为01、温度范围为1030的方法为00421根据卫星设备指标情况，卫星上设备的指标要求如表1。0043表1各设备指标要求004400452将表1中高精度载荷设备敏感单元SU放置在热控装置中，然后将热控装置放置在核心热控区，敏感单元SU外表面喷涂黑漆，并与设备安装底板3采用10MM，厚5MM玻璃钢隔热安装，热控装置中温控盒4采用的铝合金材料，大小分别为温控盒4块侧板大小为220MM230MM2MM、温控盒4顶板大小为220MM220MM2MM、设备安装底板3大小为220MM。
16、220MM3MM；设备安装底板3与卫星结构板1之间采用10，厚5MM玻璃说明书CN104102245A4/4页6钢隔热安装，以减少对温控盒4温度的影响。温控盒4外围包覆多层隔热材料5，目的是防止过渡热控区的热流变化对高精度载荷设备敏感单元SU的影响，并在设备安装底板3粘贴6片加热片2，利用具备高精度控温算法的主动控温技术，对设备安装底板3进行控温，使设备安装底板3控温精度优于01，进一步保证需精密控温设备处于一个极稳定的环境之中，从在达到高精度控温的目的。0046高精度控温算法采用模糊参数自整定PID算法高精度控温算法主动加热，实现高精度控温。00473将表1中星上电子组件、控制管理单元、中心。
17、控制单元、S频段数传发射机、电源控制器等工作温度一般为1550以内，工作温度范围较宽的设备，安装在过渡热控区，主要热控措施为在设备表面喷涂黑漆，除散热面部分外进行隔热包覆，主动控温设计，同时为了给核心热控区提供一个稳定的环境，安装温控盒4的卫星结构板1通过主动控温方法，使该卫星结构板1的温度波动在1以内。00484将表1中数字太阳敏、星敏感器、天线等温度的稳定性要求较低、工作温度比3040范围宽的设备安装在外围区，主要热控措施为在设备表面除散热面部分进行隔热、包覆多层隔热材料5，主动控温设计。0049通过上述分区分级设计，使过渡区温度控制在1550以内，局部温度波动控制在1以内，实现高精度控温设备敏感单元SU控温精度优于01。0050上述各设备设计状态确定后，进行真空环境试验验证，实验结果如图3和图4所示，从实验结果可以看出，可以实现控温精度优于01K的高精度控温设计目标。0051本发明说明书中未作详细描述的内容属本领域技术人员的公知技术。说明书CN104102245A1/2页7图1图2说明书附图CN104102245A2/2页8图3图4说明书附图CN104102245A。