[发明专利]一种姿控动力系统热环境模拟试验热流控制系统及方法

权利要求书

1.一种姿控动力系统热环境模拟试验热流控制系统的控制方法，其特征在于，所述控制方法为分区控制，所述姿控动力系统热环境模拟试验热流控制系统包括上位机、控温仪、可控硅功率输出器、以及红外灯阵；

所述上位机用于采集热流计在不同时刻所测热流值，通过查询对应关系表将热流值转换为可控硅功率输出器输出的百分比，并将可控硅功率输出器输出的百分比发送给控温仪；对应关系表是通过标定红外灯阵各分区不同时刻的热流值与可控硅功率输出器输出的百分比的对应关系得到；

所述控温仪通过模拟量控制将可控硅功率输出器输出的百分比发送给可控硅功率输出器；

所述可控硅功率输出器用于输出对应功率对红外灯阵进行加电；

所述红外灯阵用于对待测试件进行加热，待测试件的表面设置有热流计；

包括以下步骤：

步骤1，对待测试件表面进行分区，并分别对每个区内不同时刻的热流值与可控硅功率输出器输出的百分比之间的关系进行标定，得到每个区不同时刻的预设热流值；

所述分区具体为：舱体沿轴向分为柱段、前锥段和后锥段，所述柱段、前锥段和后锥段均沿周向均匀分为四个区域，将舱体分为12个独立加热区，所述红外灯阵的分区与舱体的12个独立加热区相对应；

步骤2，将每个区不同时刻的预设热流值输入至上位机；

步骤3，上位机根据不同时刻的预设热流值和安装于待测试件表面的热流计采集的热流值，通过PID控制算法计算得到可控硅功率输出器输出的百分比；

步骤4，上位机将可控硅功率输出器输出的百分比发送至控温仪；

步骤5，控温仪通过模拟量控制将可控硅功率输出器输出的百分比发送至可控硅功率输出器；

步骤6，可控硅功率输出器根据可控硅功率输出器输出的百分比数据输出相应功率对红外灯阵进行加电；

步骤7，红外灯阵对待测试件进行加热，可控硅功率输出器输出的百分比数据也发送至上位机，热流计采集待测试件的热流值，并通过数据采集器发送至上位机；

步骤8，上位机判断所述待测试件的热流值是否超出预设报警值，或可控硅功率输出器输出的百分比数据对应的电压值是否超出预设电压值；若热流值或电压值未超出，返回步骤2，形成热流闭环控制；若热流值或电压值超出则报警，则依次执行步骤9-14，形成开环控制；

步骤9，将不同时刻的预设热流值输入至上位机；

步骤10，查询对应关系表，通过上位机将不同时刻的预设热流值转换为可控硅功率输出器输出的百分比；对应关系表是根据红外灯阵不同时刻的预设热流值与可控硅功率输出器输出的百分比之间的对应关系得到的；

步骤11，上位机将可控硅功率输出器输出的百分比发送至控温仪；

步骤12，控温仪通过模拟量控制将可控硅功率输出器输出的百分比发送至可控硅功率输出器；

步骤13，可控硅功率输出器输出相应功率对红外灯阵进行加电；

步骤14，红外灯阵对待测试件进行加热，通过安装于待测试件表面的热流计采集待测试件的热流值，发送至数据采集器，计算得到热流值，完成热流开环控制。

2.根据权利要求1所述的一种姿控动力系统热环境模拟试验热流控制系统的控制方法，其特征在于：开环控制的执行时刻与闭环控制的执行时刻一致。

3.根据权利要求2所述的一种姿控动力系统热环境模拟试验热流控制系统的控制方法，其特征在于，所述步骤1具体为：整定不同预设热流值下的比例、积分和微分控制参数，对应不同预设热流值建立隶属度函数对应关系与控制规则，制作预设热流值与控制参数对应关系表；再根据预设的热流密度曲线，通过插值的方式，以每隔一秒的间隔得到对应的预设热流值。

4.根据权利要求3所述的一种姿控动力系统热环境模拟试验热流控制系统的控制系统，其特征在于，温控仪与上位机采用RS-485总线通信，经串口服务器将485串口转换为LAN接口传送，RS-485总线通信输出在通讯和接收状态下，均为高阻状态。