[发明专利]一种基于LHP被动散热的微小卫星主动热控系统

权利要求书

1.一种基于LHP被动散热的微小卫星主动热控系统，包括有热流温度数据处理模块和主动热控装置，其特征在于该主动热控装置为：是在LHP冷凝器(4)与LHP蒸发器(5)之间分别安装有LHP回流通道(9)、LHP蒸汽通道(3)；发热设备(7)与LHP蒸发器(5)之间粘接有热流传感器(6)，发热设备(7)上安装有A温度传感器(8A)；LHP冷凝器(4)安装在散热面辐射器(2)的内表面(21)上；散热面辐射器(2)的外表面(21)上设有A沟槽(23)、B沟槽(24)；B温度传感器(8B)置于A沟槽(23)后，用第一涂层材料(23A)涂覆在B温度传感器(8B)表面；C温度传感器(8C)置于B沟槽(24)后，用第二涂层材料(24A)涂覆C温度传感器(8C)表面；

所述热流传感器(6)用于测量LHP蒸发器(5)从发热设备(7)中吸收热量的热流密度，即吸收热流密度q_a；

所述A温度传感器(8A)用于采集发热设备(7)在工作时的设备工作温度，即设备温度T_A；

所述B温度传感器(8B)用于采集散热面辐射器(2)的外表面(21)的A沟槽(23)处的第一涂层温度T_B；

所述C温度传感器(8C)用于采集散热面辐射器(2)的外表面(21)的B沟槽(24)处的第二涂层温度T_C；

所述热流温度数据处理模块包括有温度通道偏差产生单元(101)、热流通道偏差产生单元(102)、双通道偏差信号融合单元(103)和热流-温度控制转换单元(104)；

温度通道偏差产生单元(101)对接收的设备温度T_A和参考温度T_R进行差值比较得到发热设备温度差ΔT，即ΔT＝T_A-T_R；然后对发热设备温度差ΔT进行乘以第一系数K_t的无量纲处理，获得无量纲温度差e_t；

热流通道偏差产生单元(102)第一方面对接收的吸收热流密度q_a进行第一热量转换Q_吸＝S_aq_a得到LHP蒸发器(5)的吸收热流Q_吸；第二方面对接收的第一涂层温度T_B和第二涂层温度T_C根据排放热流密度得到LHP冷凝器(4)的散热热流密度数，然后对q_m进行第二热量转换Q_散＝S_mq_m得到LHP冷凝器(4)的散热热流Q_散；第三方面对LHP蒸发器(5)的吸热热流Q_吸与LHP冷凝器(4)之间的散热热流Q_散进行差值比较，得到热流偏差e_q，然后对热流偏差e_q乘以第二系数K_q的无量纲处理，得到无量纲热流偏差e_q；所述的S_a表示发热设备(7)与LHP蒸发器(5)的接触面积，所述的α₁表示第一涂层材料的吸收率，所述的α₂表示第二涂层材料的吸收率，所述的ε₁表示第一涂层材料的辐射率，所述的ε₂表示第二涂层材料的辐射率，所述的S_m表示散热面辐射器(2)的外表面(21)的面积；

双通道偏差信号融合单元(103)第一方面依据热流-温度权值关系获得热流通道误差信号权值K_a；第二方面对接收的无量纲热流偏差e_q和无量纲温度差e_t依据权值融合关系e＝K_ae_q+(1～K_a)e_t得到融合偏差信号e；所述的α表示函数形状调整系数，且α∈[0，1]，所述的ρ²表示高斯函数标准方差；所述的的K_a表示热流通道误差信号权值；

热流-温度控制转换单元(104)对接收的融合偏差信号e进行热控百叶窗(1)的开度关系解析，得到热控百叶窗(1)的控制律u，该控制律u用于控制热控百叶窗(1)的动作，K_p、K_i、K_d分别表示PID控制器的比例系数、积分系数、微分系数。