小卫星高精度热控方法研究
发布时间：2021-03-27 02:10
维持航天器在轨正常工作,需要热控系统为它提供良好的工作环境。随着航天技术发展,星载电子技术的进步,对控温精度的要求也越来越高,有些达到了毫K级,甚至更高。近年来,随着小卫星及微纳卫星的快速发展,传统的利用热控技术结合辅助结构的机热一体化设计方法,已经不能适应小卫星及微纳卫星对热控系统高精度、高可靠性、轻重量和低成本的苛刻要求。为了解决当前微纳卫星星上热控资源和小卫星高精度控温所面临的问题,本文对新型低成本高精度测温方法、某星敏感器系统高精度热控方案和高精度热控系统总体分级结构设计方法等三个方面进行了系统的理论、仿真和实验研究,由局部到整体,为小卫星高精度热控方法提供解决思路。首先,为了解决微纳卫星星上测温路数不足问题及减轻测温电缆网重量,本文首先探讨了利用数字温度传感器代替热敏电阻测温的新型低成本测温方案,搭建了空间环境多点测温的适应性实验平台,利用该平台研究了基于1-Wire商用数字测温传感器DS18B20在空间环境下的测温性能及空间适应性,并将DS18B20测温方法应用于XW-2微纳卫星,开展了基于微纳卫星的星载接口、硬件和软件设计,对该测温系统进行了地面和在轨实验验证。研究结果表...
【文章来源】：中国科学技术大学安徽省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：149 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１．３改变功率后的温度变化［６５］??
１－多孔芯：２－蒸汽流线；３－冷凝器；４－流体流线；５－储水罐内部部分流体流线：６－储水罐：??７－激光通信终端；８－旁通流线；９－风扇；１０－加热器；１１－阀??图１．１主动分流旁路的环路热管系统［６５］??蒸发器??旁路営路…??蒸发営路－－－一＾ｗｍ??图１．２循环热管系统的３维视图［６５］??１?ｔ?Ｌ?…?－＾?？??４－：?ｉ??；??．?．?ｉ?．．．、丨??＾４１?２?／Ｔ１?ｉ??泠—．一．?＼＊?：??？＂?Ｖ?ｒ￣?＇＇??，＼Ｚｊ???＾???Ｓｖ＞）?？！００?ＳＤＣ?０（０?ｗ?ＫＣ?ＫＣ?１０Ｃ３?ｕｏｏ?．ｍ??时间／ｓ??
用“一线总线”接口，具有分布式多点组网测温功能［７７］，目前己在现代工业测温系??统的设计中广泛应用，例如高炉水循环测温、智能大棚测温、机房测温、实验室??测温等场合。图２．１给出了商用数字温度传感器ＤＳ１８Ｂ２０的内部结构图［７７］。??存储与控制逻辑??ｖｏ?Ｍ??？?Ｌ－?▲???Ｗ??????＂?＜４——?温度传感器??ＧＮＤｃＨＩ?？?，?二二二????－?，＋ＲＯ＝?＋高?＾４１高温触发（賺????１－ｗｉｒｅ接口?｜?速?■?丨??ｉＳ?电?暂?？￣＾１?￣低温触发（ＥＥＰＲＯＭ）￣￣??，一［源―?１?；??—Ｌ＿?检?＾?４?？分辨率配里数据（ＥＥＰＲＯＭ＞??ＶＤＤ?Ｉ?测?益?????＾―？！?８?位?ＣＲＣ?发生?ｉ￣￣??图２．１?ＤＳ１８Ｂ２０的内部结构??４８ｂｉｔ器件唯一序列号、８ｂｉｔ的ＣＲＣ校验码和８ｂｉｔ的家族号被包含在６４位??的ＲＯＭ中，这些序列号信息在器件出厂时己预先设置好；用于存储温度报警上??下限（ＴＨ和ＴＬ）和采样分辨率配置数据的３字节的ＥＥＰＲＯＭ集成在ＤＳ１８Ｂ２０??片上，其中温度转换的分辨率通过配置数据字节的第６ｂｉｔ和第７ｂｉｔ进行设置；图??２．２给出了?９字节的ＳＲＡＭ高速暂存器的结构及每个字节功用［７７］，如字节温度测??量值为第一和第二个，包括１１位数据位和５位符号标志位，ＴＨ和ＴＬ的拷贝为??１４??
【参考文献】：
期刊论文
[1]一种湿度传感器温度补偿的非线性校正方法[J]. 陈韦名,曾喆昭,廖震中,毛亚珍. 传感技术学报. 2017(05)
[2]微纳卫星COTS器件应用研究[J]. 袁春柱,李志刚,李军予,刘思远,张德全,李智敏. 计算机测量与控制. 2017(02)
[3]1-wire测温技术皮纳卫星星载应用研究[J]. 袁春柱,李军予,刘思远. 计算机测量与控制. 2016(12)
[4]微纳卫星光学载荷技术发展综述[J]. 叶钊,李熹微,王超,董小静,尹欢,曹启鹏. 航天器工程. 2016(06)
[5]航天器精密控温技术研究现状[J]. 童叶龙,李国强,耿利寅. 航天返回与遥感. 2016(02)
[6]高精度半导体激光器温控系统的设计与实现[J]. 高平东,张法全. 激光技术. 2014(02)
[7]一种GEO卫星星敏感器热控设计[J]. 韩崇巍,赵剑锋,赵啟伟,张旸. 航天器工程. 2013(03)
[8]高精度星敏感器光学系统误差分析[J]. 孙婷,邢飞,尤政. 光学学报. 2013(03)
[9]一种Pt100温度传感器的动态热响应模型[J]. 朱杰,郭涛. 传感技术学报. 2013(01)
[10]真空热试验热电偶测温参考点分析改进[J]. 孙兴华,苏新明,陶涛. 航天器环境工程. 2012(05)
博士论文
[1]常温PTC热控材料及其热控方法研究[D]. 宋嘉梁.中国科学技术大学 2016
[2]随机近似热模型修正方法及相变热控关键问题研究[D]. 刘娜.中国科学技术大学 2012
硕士论文
[1]微纳卫星自主健康状态评估方法研究[D]. 夏开心.哈尔滨工业大学 2016
[2]航天器用热电偶测温仪的设计[D]. 唐兆廷.西安电子科技大学 2011
本文编号：3102675
【文章来源】：中国科学技术大学安徽省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：149 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１．３改变功率后的温度变化［６５］??
１－多孔芯：２－蒸汽流线；３－冷凝器；４－流体流线；５－储水罐内部部分流体流线：６－储水罐：??７－激光通信终端；８－旁通流线；９－风扇；１０－加热器；１１－阀??图１．１主动分流旁路的环路热管系统［６５］??蒸发器??旁路営路…??蒸发営路－－－一＾ｗｍ??图１．２循环热管系统的３维视图［６５］??１?ｔ?Ｌ?…?－＾?？??４－：?ｉ??；??．?．?ｉ?．．．、丨??＾４１?２?／Ｔ１?ｉ??泠—．一．?＼＊?：??？＂?Ｖ?ｒ￣?＇＇??，＼Ｚｊ???＾???Ｓｖ＞）?？！００?ＳＤＣ?０（０?ｗ?ＫＣ?ＫＣ?１０Ｃ３?ｕｏｏ?．ｍ??时间／ｓ??
用“一线总线”接口，具有分布式多点组网测温功能［７７］，目前己在现代工业测温系??统的设计中广泛应用，例如高炉水循环测温、智能大棚测温、机房测温、实验室??测温等场合。图２．１给出了商用数字温度传感器ＤＳ１８Ｂ２０的内部结构图［７７］。??存储与控制逻辑??ｖｏ?Ｍ??？?Ｌ－?▲???Ｗ??????＂?＜４——?温度传感器??ＧＮＤｃＨＩ?？?，?二二二????－?，＋ＲＯ＝?＋高?＾４１高温触发（賺????１－ｗｉｒｅ接口?｜?速?■?丨??ｉＳ?电?暂?？￣＾１?￣低温触发（ＥＥＰＲＯＭ）￣￣??，一［源―?１?；??—Ｌ＿?检?＾?４?？分辨率配里数据（ＥＥＰＲＯＭ＞??ＶＤＤ?Ｉ?测?益?????＾―？！?８?位?ＣＲＣ?发生?ｉ￣￣??图２．１?ＤＳ１８Ｂ２０的内部结构??４８ｂｉｔ器件唯一序列号、８ｂｉｔ的ＣＲＣ校验码和８ｂｉｔ的家族号被包含在６４位??的ＲＯＭ中，这些序列号信息在器件出厂时己预先设置好；用于存储温度报警上??下限（ＴＨ和ＴＬ）和采样分辨率配置数据的３字节的ＥＥＰＲＯＭ集成在ＤＳ１８Ｂ２０??片上，其中温度转换的分辨率通过配置数据字节的第６ｂｉｔ和第７ｂｉｔ进行设置；图??２．２给出了?９字节的ＳＲＡＭ高速暂存器的结构及每个字节功用［７７］，如字节温度测??量值为第一和第二个，包括１１位数据位和５位符号标志位，ＴＨ和ＴＬ的拷贝为??１４??
【参考文献】：
期刊论文
[1]一种湿度传感器温度补偿的非线性校正方法[J]. 陈韦名,曾喆昭,廖震中,毛亚珍. 传感技术学报. 2017(05)
[2]微纳卫星COTS器件应用研究[J]. 袁春柱,李志刚,李军予,刘思远,张德全,李智敏. 计算机测量与控制. 2017(02)
[3]1-wire测温技术皮纳卫星星载应用研究[J]. 袁春柱,李军予,刘思远. 计算机测量与控制. 2016(12)
[4]微纳卫星光学载荷技术发展综述[J]. 叶钊,李熹微,王超,董小静,尹欢,曹启鹏. 航天器工程. 2016(06)
[5]航天器精密控温技术研究现状[J]. 童叶龙,李国强,耿利寅. 航天返回与遥感. 2016(02)
[6]高精度半导体激光器温控系统的设计与实现[J]. 高平东,张法全. 激光技术. 2014(02)
[7]一种GEO卫星星敏感器热控设计[J]. 韩崇巍,赵剑锋,赵啟伟,张旸. 航天器工程. 2013(03)
[8]高精度星敏感器光学系统误差分析[J]. 孙婷,邢飞,尤政. 光学学报. 2013(03)
[9]一种Pt100温度传感器的动态热响应模型[J]. 朱杰,郭涛. 传感技术学报. 2013(01)
[10]真空热试验热电偶测温参考点分析改进[J]. 孙兴华,苏新明,陶涛. 航天器环境工程. 2012(05)
博士论文
[1]常温PTC热控材料及其热控方法研究[D]. 宋嘉梁.中国科学技术大学 2016
[2]随机近似热模型修正方法及相变热控关键问题研究[D]. 刘娜.中国科学技术大学 2012
硕士论文
[1]微纳卫星自主健康状态评估方法研究[D]. 夏开心.哈尔滨工业大学 2016
[2]航天器用热电偶测温仪的设计[D]. 唐兆廷.西安电子科技大学 2011
本文编号：3102675
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