[发明专利]基于绝对含湿量控湿的温湿度独立控制方法

说明书

技术领域

本发明属于航天器环境热控技术领域，涉及一种基于绝对含湿量控湿的温湿度独立控制方法，适用于空间飞行器密封舱的空气温湿度精确控制。 

背景技术

密封舱温湿度控制是载人航天器环境控制和生命保障系统的一项重要研究内容，随着载人航天任务的长期化发展，密封舱内空气温度和湿度作为航天员身体舒适度及生命安全性的重要衡量指标，其控制呈现出精细化的发展趋势。 

适宜的温湿度环境能够为密封舱内各种设备、载荷、部件等提供良好的工作环境，同时也为航天员提供一个舒适的生活环境。反之，如果温湿度控制不能达到要求指标：1)过低的舱内温度会造成舱内空气结露，影响航天员的生命安全和电子设备的正常工作；2)过高的温度环境会造成航天员严重不适，同时影响电子设备散热；3)过高的舱内湿度会造成舱内金属部件腐蚀和微生物大量滋生，影响系统结构寿命，危害航天员健康；4)过低的舱内湿度又容易引起静电，影响电子设备安全，同时干燥的环境易导致航天员身体不适。因此通过温湿度控制为密封舱提供一个良好的温湿度环境，对于保证平台内部设备正常工作、航天员安全和载人航天任务的顺利开展具有重要的保障作用。 

鉴于未来载人航天器密封舱空气温湿度精细化控制要求，开展密封舱温湿度独立控制方法研究，实现密封舱温度和湿度的精确、快速控制，对于我国未来长期载人任务完成具有重要意义。然而，从闭环反馈控制角度分析， 温湿度独立控制采用相对湿度控制最为直接，但由于相对湿度易受温度变化影响，存在湿度调节过程缓慢、随温度变化存在振荡的问题，会对密封舱温湿度的精确、快速控制产生影响。 

发明内容

本发明解决的技术问题是：克服以相对湿度作为反馈量引起的湿度调节过程缓慢、随温度变化存在振荡的问题，提出一种基于绝对含湿量控湿的温湿度独立控制方法，该方法能够使湿度调节完全独立于温度调节过程，从而实现温度、湿度的快速精确控制。 

本发明的技术解决方案是：基于绝对含湿量控湿的温湿度独立控制方法，其特点在于空气温度控制和湿度控制采用双闭环反馈控制，其中： 

在温度反馈控制采用控制点A处空气温度作为反馈量进行控制，具体实现过程为： 

(1)设定控制点A控温参考值T_or； 

(2)采集控制点A温度实测值T_o作为反馈量； 

(3)控温参考值T_or和反馈量T_o量经过偏差运算，生成偏差信号E_T； 

(4)偏差信号E_T送入温度控制器，经过控制算法运算，生成控制驱动信号u_T； 

(5)控制驱动信号u_T作用于中温回路温控阀，驱动中温回路温控阀动作； 

(6)中温回路温控阀调节气液换热器液侧工质流量，影响气液换热器换热量； 

(7)气液换热器最终影响通风系统空气温度T_o，形成闭环控制； 

对于湿度反馈控制，在降温调温方案中，采用控制点B处空气绝对含湿量作为反馈量进行控制，在升温调温方案中，采用控制点C处空气绝对含湿量作为反馈量进行控制，具体实现过程为： 

(1)设定控制点A处相对湿度参考值H_or； 

(2)根据控制点A处相对湿度参考值H_or，同时结合控制点A处控温参考值T_or，计算控制点A处绝对含湿量参考值d_or； 

(3)根据绝对含湿量等效原理，在降温调温方案中，控制点由A处转移至B处，在升温调温方案中，控制点由A处转移至C处； 

(4)在降温调温方案中，根据B处相对湿度测量值H_B和温度测量值T_B，计算控制点B处绝对含湿量d_o，作为湿度控制反馈量，在升温调温方案中，根据控制点C处相对湿度测量值H_C和温度测量值T_C，计算控制点C处绝对含湿量d_o，作为湿度控制反馈量； 

(5)绝对含湿量参考值d_or和反馈量d_o经过偏差运算，生成偏差信号E_d； 

(6)偏差信号E_d送入湿度控制器，经过控制算法运算，生成控制驱动信号u_d；