相變熱管及裝置熱性能測(cè)試設(shè)備控制系統(tǒng).pdf

1、微型航天器（微型衛(wèi)星）將沿著小型化、輕量化和智能化的方向發(fā)展，要求衛(wèi)星上各功能模塊的集成度高、尺寸小。這導(dǎo)致其熱流密度高，局部易出現(xiàn)高溫，因此局部高熱流密度的散熱問(wèn)題成為衛(wèi)星熱控制要解決的首要問(wèn)題。在衛(wèi)星熱控制中，相變熱管通常被用來(lái)導(dǎo)通發(fā)熱器件的散熱通道，控制其溫度水平，提高整個(gè)衛(wèi)星的溫度場(chǎng)均勻度。因此，研究相變熱管的熱性能具有非常重要的意義。
　　本文針對(duì)相變熱管研制了一套測(cè)試設(shè)備，用于相變熱管熱性能測(cè)試實(shí)驗(yàn)，以獲得相變熱管的熱

2、性能參數(shù)。本文主要工作如下：
　　采用SolidWorks完成了系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)臺(tái)架的設(shè)計(jì)，它可以同時(shí)安裝10根200mm~1500mm不同長(zhǎng)度的相變熱管，并且能對(duì)相變熱管進(jìn)行水平調(diào)節(jié)以確保它的水平度。完成了電氣控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)以及包含電源板、傳感器板、熱電偶測(cè)量板及控制板的電控柜布線安裝等。
　　針對(duì)實(shí)驗(yàn)測(cè)試中變功率加熱的高精度控制要求，設(shè)計(jì)了變功率PID控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了不同加熱功率要求下的功率精確控制。完成的任務(wù)有：硬件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

3、，主要包括電壓電流傳感器和直流可控電源的選型與分析；軟件系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)，主要包括電壓電流監(jiān)測(cè)模塊和PID算法。
　　為了滿足熱性能實(shí)驗(yàn)在不同加熱功率下，通過(guò)制冷控制來(lái)確保相變熱管冷凝段溫度恒定的要求，設(shè)計(jì)了冷卻控溫系統(tǒng)，它以 PWM方式控制冷卻液流量大小來(lái)實(shí)現(xiàn)相變熱管冷凝段的溫度控制。主要完成的任務(wù)有：循環(huán)制冷機(jī)和冷板的設(shè)計(jì)與選型，在LabVIEW中實(shí)現(xiàn)安捷倫34980A溫度測(cè)量系統(tǒng)的遠(yuǎn)程控制，以及溫度的分段控制。針對(duì)本溫度控制系統(tǒng)的

4、大干擾、大滯后和非線性的特點(diǎn)，提出了多模式分段控制算法。它結(jié)合Bang-Bang控制、模糊控制和仿人智能控制各自的優(yōu)點(diǎn)，提出了將基本的模糊控制改為增量式模糊控制，將仿人智能控制的誤差變化率作為控制對(duì)象，實(shí)現(xiàn)了溫度的精確控制并通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了算法的有效性。
　　在LabVIEW環(huán)境中開(kāi)發(fā)了整個(gè)軟件系統(tǒng)，軟件界面簡(jiǎn)潔友好，系統(tǒng)穩(wěn)定，功能完善。軟件系統(tǒng)的主要功能有多路電壓信號(hào)、電流信號(hào)和溫度信號(hào)的采集、保存與顯示，用戶管理系統(tǒng)，數(shù)據(jù)管理系