真空 ›› 2024, Vol. 61 ›› Issue (4): 65-70.doi: 10.13385/j.cnki.vacuum.2024.04.12
王国防, 刘家林, 孙成恺, 刘海静, 张静, 董德胜
WANG Guo-fang, LIU Jia-lin, SUN Cheng-kai, LIU Hai-jing, ZHANG Jing, DONG De-sheng
摘要： 针对传统空间外热流模拟控制系统功能设计单一,无法快速满足复杂试验要求的问题,设计了一种基于大功率电源的高精度、低成本、多用途外热流模拟控制系统。该系统采用参数自整定PID控制器,通过MATLAB数值仿真和试验调试,验证了系统设计的可行性和可靠性。结果表明：在不同加热结构及工况条件下,控制系统响应速度较快,超调量小,稳定性和鲁棒性好,取得了良好的控制效果。该系统已成功应用于空间热真空环境模拟试验中。
中图分类号: V146.5;V146.8;TB75
| [1] 钱鹏, 沈为群, 朱恺, 等. 高温环境模拟试验测控系统设计及高温控制方法研究[J]. 计算机测量与控制, 2010, 18(11): 2553-2554. [2] 谢吉慧, 苏新明, 秦家勇, 等. 大型航天器与外热流模拟装置的数字化结构匹配方法[J]. 航天器环境工程, 2018, 35(3): 288-292. [3] 柳晓宁, 郭鹏, 申彬, 等. 红外加热棒式外热流模拟器在航天器真空热试验中的性能分析[J]. 航天器环境工程, 2015, 32(4): 419-423. [4] 董德胜, 景加荣, 唐朝阳, 等. 热真空试验系统中的温度同步控制算法研究[J]. 环境技术, 2019, 37(2): 73-77. [5] 李嘉, 张良俊, 吴仕泽, 等. 基于模糊PID的低温环境试验系统控制特性研究[J]. 真空与低温, 2023, 29(2): 180-187. [6] 韩继广, 陶晶亮, 盖照亮, 等. 航天器热平衡试验用大面阵外热流动态模拟系统设计及应用验证[J]. 航天器环境工程, 2019, 36(5): 495-501. [7] 万任新, 杨晓超, 李志宏, 等. 热真空试验中产品控温方法研究及其效果验证[J]. 航天器环境工程, 2022, 39(3): 274-278. [8] 孙成恺, 刘海静, 路同山, 等.高精度梯度控温系统应用研究[J].真空, 2022, 59(2): 17-20. [9] 陈立涛, 张伟. 热真空试验系统温度均匀度试验研究[J]. 环境技术, 2016, 34(3): 21-23. [10] 孙宇, 刘高同, 顾志飞, 等. 热真空试验中的自校正PID控制策略[J]. 航天器环境工程, 2016, 33(3): 333-336. [11] MENDOZA A M E R, YU W. Fuzzy adaptive control law for trajectory tracking based on a fuzzy adaptive neural pid controller of a multi-rotor unmanned aerial vehicle[J]. International Journal of Control, Automation and Systems, 2023, 21(2):658-670. [12] 祁松松, 徐晓辉, 刘家林, 等. 热真空试验设备控温热沉设计分析[J]. 真空, 2020, 57(2): 62-65. [13] 王飞, 景加荣, 李灿伦, 等.深空探测器真空热环境模拟试验系统[J].真空, 2019, 56(3): 16-20. [14] 梁中超, 郭浩轩.加热炉分数阶PID温度自适应控制系统设计[J].化工自动化及仪表, 2023, 50(2): 170-174. [15] 董德胜, 刘海静, 孙成恺, 等. 宽温区气氮调温系统控制技术研究[J]. 环境技术, 2021, 39(5): 125-131. [16] 杨璐, 雷菊阳. 基于MATLAB的参数自整定模糊PID控制器的两种设计方法[J]. 计算机测量与控制, 2015, 23(4): 1212-1214. [17] 鲁改凤, 卢东伟, 孟波, 等. 基于S函数实现的参数自整定模糊PID控制器[J]. 华北水利水电大学学报(自然科学版), 2014, 35(4):68-71. [18] FENG Z Y, GUO H R, SHE J H, et al.Weighted sensitivity design of multivariable PID controllers via a new iterative LMI approach[J]. Journal of Process Control, 2022, 110: 24-34. [19] GUO J K, ZHANG R.Structure and simulation of roadway disaster simulation control system for high temperature smoke drill[J]. Journal of Physics: Conference Series, 2019, 1187(3): 032007. [20] WANG L P.PID control system design and automatic tuning using matlab/simulink[M]. Berkeley,CA:Wiley-IEEE Press, 2020. [21] LIU Z Q, LEI J H, CHEN Y, et al. Application of adaptive PID temperature control algorithm under spatial thermal model of ALD reaction chamber[J]. Journal of Sensors, 2022, 2022, 1-11:1713039. |
| [1] | 田虎林, 余荣, 刘文异, 刘守文, 王欢, 杨振, 张玮, 卢耀文. 真空试验设备真空温度参数联合检测的自动化实现[J]. 真空, 2022, 59(1): 59-63. |
| [2] | 刘海静, 李灿伦, 路同山, 孙成恺, 李卓慧, 祁松松, 刘家林. 大口径超长U型气体池研制与分析[J]. 真空, 2021, 58(6): 55-58. |
| [3] | 张世伟, 孙坤, 韩峰. 螺杆真空泵设计的常见问题分析[J]. 真空, 2021, 58(1): 23-28. |
| [4] | 高超, 张吉峰, 唐榕. 应用于石墨烯制备的CVD反应炉研制[J]. 真空, 2020, 57(3): 30-33. |
|