[发明专利]一种智能自主热控系统

说明书

本发明公开一种智能自主热控系统，能够解决传统热控系统灵敏度差、响应速度慢、研制成本高等缺点，该热控系统包括感知单元、执行单元和控制单元。通过感知单元获得航天平台所在深冷环境的热流参数以及航天平台内部单机的相关热参数(电流、电压)，并把获得的热参数发送给控制单元。控制单元依据接收到的热参数驱动执行单元，使执行单元进行热量自主管控；同时执行单元将管控后的结果反馈给控制单元，控制单元依此调控执行单元，保证热量管控结果与设定目标一致，实现热量的智能闭环管理。

技术领域

本发明涉及一种热控系统，具体涉及一种自主热控系统，属于热管理技术领域。

背景技术

目前面向航天平台的热控技术体系主要是以下两类：

(一)以被动设计为主的热控技术体系；

(二)基于主动热管理的热控技术体系；

这两种技术体系都是基于任务设计的技术体系，其输入条件均为确定状态或已知条件(包括轨道参数、航天器姿态、空间环境、飞行任务特点、航天器构型、仪器设备布局、IDS表等等)，根据已知条件设计或梳理在轨的最大包络，通过验证最大包络来保证温度的设计裕度。

其中以被动设计为主的热控技术体系，主要是通过或采用多种被动热控技术来实现对于航天器整体温度的保持，实现整个系统热量的收集、传递及排散。但被动设计为主的热控技术体系设计在系统层面上难以有效的实现热量收集、热量传输，一方面是热源之间都是处于或强或弱的耦合关系，第二方面是热源的热量收集与传输的界面比较模糊，难以实现有效的管控。只能在局部热源上，采取“点对点”的方式实现热收集和热传输。以被动设计为主的热控技术体系虽然适应目前大部分卫星的设计，但这种技术主要缺点是：

(1)技术构架的鲁棒性差，对于空间复杂环境的适应性较弱，难以实现航天器的在轨自主控制；

(2)在地面设计中，必须考虑各种恶劣情况，还必须考虑一定的冗余和余量，这种设计还需要开展大量的地面分析和试验来验证，因此研制时间长，效率较低。

基于主动热管理的热控技术体系，是从系统总体的角度出发，主要通过或采用主动热控技术手段，对于航天器上的热量进行统一分配管理，从而起到优化设计及提高系统功能的作用。主动热管理技术的设计理念和思想已被普遍认同和采用，并广泛的应用到美国、俄罗斯、欧空局所研制的各种卫星之中，并不断被发展。相比于以被动设计为主的热控技术体系，该技术体系适应性更广、鲁棒性更强。但该技术体系依然存在几个问题：

(1)所有的主动热控技术主要关注硬件本身的实现功能及控制，未建立一个闭环控制系统；

(2)主动热控技术的选择及确定依然基于已知或确定的条件，仍需要开展地面测试验证，对于未知环境或空间复杂任务的适应性还是存在一定的局限，研制效率还是相对不高；

(3)部分热控主动调控功能还是需要地面测控干预，智能化程度较低，时效性较差。

从热控技术发展角度看，以被动设计为主的热控技术体系控技术体系和基于主动热管理的热控技术体系都是基于对温度的感知和控制，所有的控制对象都是单机或设备的温度，而由于系统热容、热阻的存在，温度是一个缓变量，通过实现温度要求来进行热控制必然导致系统反应滞后、设计不优化，更重要的是难以实现智能自主控制。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种智能自主热控系统，以环境热流和航天器内部系统热量为控制对象，构建环境感知元件-控制器-智能执行元件组成的具有闭环反馈的热控系统，实现对航天器温度的快速实时控制。