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1、空间环境下交变热负荷试件的温度自动控制系统与控制方法空间环境下交变热负荷试件的温度自动控制系统与控制方法本发明公开了一种空间环境下交变热负荷试件的温度自动控制系统和控制方法。温度自动控制系统包括控制端、执行端和连接控制端和执行端的数据通道，其中控制端包括：指令输入单元用于自动测试系统启动和停止的指令输入，以及各试验参数设置；中央处理单元用于综合分析用户指令、当前试验工况和执行端的数据采集单元采集的反馈数据，决定下一步工况的操作；执行端包括：数据采集单元用于通过传感器采集温度自动控制系统的运行信息、反馈数据、各传感器参数和设备状态信息。本发明的空间环境下交变热负荷试件的温度自动控制系统和控制方法
2、不但大大提高了控温系统的自动化程度和工作效率，同时最大程度的减少人为操作，降低了引入人为误差的风险。【专利说明】空间环境下交变热负荷试件的温度自动控制系统与控制方法【技术领域】 0001本发明属于航天器温度控制领域，具体涉及一种空间环境下交变热负荷试件的温度自动控制系统与控制方法。【背景技术】 0002人造地球卫星在轨运行时，和太阳以及地球的相对位置时时刻刻都在发生着变化。当卫星处在太阳强烈辐照下，卫星温度将达到100C以上；在其余的时间内，卫星将在地球阴影区内运动，由于没有太阳光的辐射，卫星的温度有可能下降到-100c以下。为验证卫星在低气压、高低温交变环境中的使用性能，避免卫星在轨运行时由
3、于温度变化而失效，在卫星发射前，其整星和组件都要在地面进行热真空试验。 0003卫星的部件、组件多种多样，其中一大部分组件在卫星在轨服役期间要经历多次的单体开机、关机操作，为保证地面试验的高度仿真性，在做地面热真空试验时，部组件也要经历几次在高温工况下停机，和在低温工况下开机的操作。由于某些部组件自身功率较大，运行时会产生大量的热量，给温度控制的稳定性带来了很大影响。为及时平衡部组件开机、停机带来的热干扰，该类试件的热真空试验多采用接触换热，即以接触式冷板为冷媒，控制试件温度。在实际应用中，控温方式主要有以下三种:一、以冷板温度测点为控温点，通过将冷板温度控制在目标温度来达到控温目的；二、直接
4、以试件温度测点为控温点，通过软件自动控温；三、为保证控温精度，人为干预控温过程。然而，本发明人发现，第一种方法效率最高，试验时间最短，但无法保证试件温度的偏离值在允许范围内；第二种方法稳态精度较高，但遇到试件高温工况停机、低温工况开机时，不能很快的消除热负荷变化带来的热噪声；第三种方法控温精度最好，但操作繁琐，对人员要求比较高，效率较低。为此，提供一种新的空间环境下交变热负荷试件的自动控温方法与控制系统非常重要。【发明内容】 0004本发明要解决的技术问题在于提供一种空间环境下交变热负荷试件的温度自动控制系统和控制方法，以实现不稳定热负荷的试验试件的自动控温。 0005为解决上述技术问题，本发
5、明提供了一种空间环境下交变热负荷试件的温度自动控制系统，所述温度自动控制系统包括控制端、执行端和连接所述控制端和所述执行端的数据通道，其中所述控制端包括:指令输入单元:用于自动测试系统启动和停止的指令输入，以及各试验参数设置； 0006中央处理单元:用于综合分析用户指令、当前试验工况和所述执行端的数据采集单元采集的反馈数据，决定下一步工况的操作；以及 0007第一数据交换单元:用于所述控制端和所述执行端的试验数据、控制指令的传输； 0008所述执行端包括: 0009第二数据交换单元:用于所述控制端和所述执行端的试验数据、控制指令的传输；以及 0010数据采集单元:用于通过传感器采集温度自动控制
6、系统的运行信息、反馈数据、各传感器参数和设备状态信息； 0011其中，所述中央处理单元包括:工况处理单元:用于根据所述指令输入单元所输入的试验循环参数，并结合当前试件的状态以及此状态的持续时间，计算出下一指令周期所要进行的试验操作； 0012试件启停检测单元:用于根据所述数据采集单元所采集的传感器参数、设备运行状态等信息，判断当前试件是否出现了启动、停机操作； 0013策略修正单元:用于当所述试件启停检测单元检测到试件的启动或停止操作，改变当前的温控策略，并将新的温控策略发送至温度控制单元； 0014温度控制单元:用于当所述工况处理单元计算出需要改变试件温度时，或所述策略修正单元修正了当前的控
7、温策略，结合所述指令输入单元所输入的试验参数，向所述执行端发出设置试件温度指令。 0015本发明还提供了一种空间环境下交变热负荷试件的温度自动控制方法，包括如下步骤: 0016通过指令输入单元输入试验参数和试验启动指令后，本次自动控温试验开始启动； 0017在空间环境达到通过指令输入单元输入的试验要求后，开始对试验试件进行温度控制； 0018在对试验试件进行温度控制后，开始循环的判断试验试件是否达到了当前工况目标温度； 0019当试验试件的温度达到目标温度时，工况处理单元将启动计时，计时时间为指令输入单元输入的本次工况持续时间；在开始计时后，试件启停检测单元检测试件是否进行启动或停机操作； 0
8、020若试件启停检测单元未检测到试件发生启动或停机操作，则记录当前的试件温度和冷板温度； 0021若试件启停检测单元检测到试件发生启动或停机操作，则由策略修正单元修正当前控温策略，并将新的温控策略发送至温度控制单元； 0022当所述工况处理单元计算出需要改变试件温度时，或所述策略修正单元修正了当前控温策略，结合所述指令输入单元所输入的试验参数，所述温度控制单元发出设置试件温度指令。 0023本发明提供的空间环境下交变热负荷试件的温度自动控制系统和控制方法优化了系统结构，提高了自动化水平和工作效率，改善了测试精度，简化了操作流程，在节省人力的同时也最大程度地避免了由于人为因素给试验结果带来的误差
9、，为用于空间环境下的控温试验提供了技术保障。本发明攻克了空间交变热负荷温度控制系统的关键技术难点，其温度自动控制系统能实现测试系统设备的一键式控制、故障诊断、逻辑保护等功能，不但提高测试系统运行的可靠性和先进性，同时也极大缓解了操作人员数量和经验不足与繁重的试验任务之间的矛盾。目前，该自动测试系统在某系统项目中已投入使用，运行稳定，在实现设备运行高度自动化，高可靠性的同时有效缓解了试验人员短缺的问题，并降低了设备对操作人员专业知识水平的依赖，取得了良好的使用效果。【专利附图】【附图说明】 0024图1为本发明的一种空间环境下交变热负荷试件的温度自动控制系统的结构框图； 0025图2为图1中的中
10、央处理单元的结构框图； 0026图3为本发明的一种空间环境下交变热负荷试件的温度自动控制方法流程图。【具体实施方式】 0027以下介绍的是作为本发明所述内容的【具体实施方式】，下面通过【具体实施方式】对本发明的所述内容作进一步的阐明。当然，描述下列【具体实施方式】只为示例本发明的不同方面的内容，而不应理解为限制本发明范围。 0028参见图1和图2，图1显示了本发明一种空间环境下交变热负荷试件的温度自动控制系统结构框图；图2示出了图1中的中央处理单元的结构框图。本发明的一种空间环境下交变热负荷试件的温度自动控制系统包括控制端100、执行端200和连接控制端100和执行端200的数据通道300。
11、0029控制端100包括:指令输入单元110、中央处理单元120、第一数据交换单元130、数据处理单元140和状态监视单元150。指令输入单元110:用于自动测试系统启动和停止的指令输入，以及各试验参数设置； 0030中央处理单元120:综合分析用户指令、当前试验工况和数据采集单元240采集的反馈数据，决定下一步工况的操作； 0031第一数据交换单元130:用于控制端100和执行端200的试验数据、控制指令的传输； 0032数据处理单元140:用于空间环境下交变热负荷试件的温度自动控制系统的运行信息和设备状态的数据过滤、计算、分类和存储； 0033状态监视单元150:用于自动测试系统运行信息和
12、设备状态的图形化、表格化输出。 0034执行端200包括:执行单元210、驱动单元220、第二数据交换单元230和数据采集单元240。执行单元210:接收驱动单元220发出的驱动指令，并执行试验操作； 0035驱动单元220:根据控制端100所发出的动作指令，向执行单元210的底层设备发出驱动信号； 0036第二数据交换单元230:用于控制端100和执行端200的试验数据、控制指令的传输； 0037数据采集单元240:通过传感器采集温度自动控制系统的运行信息、反馈数据、各传感器参数和设备状态信息。 0038其中，中央处理单元120包括: 0039环境处理单元121:用于当条件判断单元122的判
13、断结果为可以进行试验时，开始背景空间环境模拟，空间环境参数由指令输入单元110输入； 0040条件判断单元122:用于判断当前整套系统是否满足进入试验状态的条件，包括设备故障判断、报警信息等，若出现异常，则将判断结果传入异常处理单元123 ; 0041异常处理单元123:当条件判断单元122判断此时系统因设备故障、报警不能进入试验状态时，启动事先由用户设定的异常处理方案； 0042工况处理单元124:用于根据指令输入单元110所输入的试验循环参数，并结合当前试件的状态以及此状态的持续时间，计算出下一指令周期所要进行的试验操作； 0043试件启停检测单元125:根据数据采集单元240所采集的传感
14、器参数、设备运行状态等信息，判断当前试件是否出现了启动、停机操作； 0044温度控制单元126:用于当工况处理单元124处理结果为需要改变试件温度时，或策略修正单元127修正了当前策略，结合指令输入单元110所输入的试验参数，向执行端200发出设置试件温度指令； 0045策略修正单元127:当试件启停检测单元125检测到了试件的启动或停止，改变当前的温控策略，并将新的温控策略发送至温度控制单元126 ； 0046指令生成单元128:根据温度控制单元126的处理结果，生成指令，并传输至执行端 200。 0047其中，指令输入单元110设置的试验参数包括:试验环境的真空度、冷背景温度，本次试验循环
15、的周期数、每一周期包含的工况数、每一工况的试件目标温度、每一工况的试验持续时间、异常处理方案(例如，停机或忽略等)。 0048其中，所述的数据采集单元240采集的反馈数据包括试件温度、冷板温度和试件运行状态。 0049其中，所述的数据采集单元240采集的温度自动控制系统的运行信息包括真空度、背景温度、循环水流量、试件温度、试件运行状态、控制策略和用户操作记录。 0050其中，数据采集单元240采集的设备状态包括设备的启/停和故障报警。 0051 其中，底层设备包括真空泵、制冷系统、加热系统。 0052其中，传感器包括压力传感器、温度传感器、电压互感器、电流互感器。 0053其中，空间环境参数包括真空度和背景环境温度。 0054其中，试验循环参数包括本次试验循环的周期数、每一周期包含的工况数、每一工况的试件目标温度、每一工况的试验持续时间。 0055图3显示了一种空间环境下交变热负荷试件的温度自动控制方法流程图。本领域技术人员可以理解的是，虽然图3中公开了具体的步骤，但是这些步骤仅作为示例用于说明，也就是说，本发明实施例的空间环境下交变热负荷试件的温度自动控制方法还可以执行多个其它的步骤或执行图
