A Study on Surface Temperature Control for Space Instruments

太空儀器表面溫度控制

張隆國(Lon-Kou Chang) ； 周晏加(Yen-Chia Chou)

《中國航空太空學會學刊》 27卷2期 (1995/06) Pp. 149-156

https://doi.org/10.6124/TAASRC.199506_27(2).08

摘要

近年發射人造衛星在我國已是眾所矚目的大事，而首次的中華衛星一號預計在1997年發射。由於太空中環境溫度變化極大，爲使各儀器工作正常，其溫度的控制非常重要。
衛星溫度控制方法有被動式和主動式兩種，本論文乃是以主動式的加熱方法，對太空儀器表面溫度提供一套模擬與控制的方法。先以數值方法在電腦上模擬出它的物理現象，再以系統判別的方式求得其數學模型。最後應用線性平方調節器的理論，以bang-bang控制的法則來控制加熱器的開關，以達到溫度控制的目的。模擬的結果顯示溫度控制極穩定且功效良好。最後我們提供估計誤差的方法，藉此安排加熱器。

關鍵字

溫度控制 ； 熱傳導 ； 輻射 ； 系統判別 ； bang-bang控制器

並列摘要

An active temperature control system using heaters for the satellite instrument is proposed in this paper. Two major steps are proposed for designing the system: one is to develop the modeling system which simulates the effects of thermal conduction and radiation for empty cubic instruments, the other one is using the developed models to design a temperature control system. Since the temperature model is nonlinear, a system identification technique is applied to approximately linearize the system. Furthermore, a linear quadratic regulator theory is used here to design a bang-bang controller. Simulation results show that the system is stable and the performance is good. Finally, we further arrange multiple-heating system in each side of instrument. The simulation results show that the temperature distribution is smooth in the surface of instrument.

並列關鍵字

temperature control ； thermal conduction ； radiation ； system identification ； bang-bang controller