星载卫星斯特林制冷机冷端温度控制：数学建模与控制研究
最优化与控制
2019-05-28 v1 系统与控制
摘要
红外(Infra-Red, IR)探测器广泛应用于星载遥感卫星中。为了获得高信噪比，红外探测器需要在低温下工作。传统上，这些探测器的低温冷却是通过被动冷却技术实现的。然而，近来的趋势是采用基于斯特林循环的微型主动制冷机。为了实现红外探测器的高信号与图像质量，对主动制冷机冷端温度进行精确且严格的控温至关重要。本文针对空间卫星红外(Infra-Red, IR)探测器所用制冷机冷端温度控制，提出并比较了所提出的2-DOF(2自由度)与传统1-DOF反馈控制结构的性能。为此，提出了在Matlab/Simulink中仿真的基于第一性原理的面向控制的数学模型，以支持此类研究与控制器整定。开环(系统)与闭环(控制)仿真结果利用某商用斯特林制冷机实验室规模测试平台获得的实验数据进行了整定与验证。借助实验结果对2-DOF反馈控制结构的性能进行了分析，其冷端温度控制性能更优。
引用
@article{arxiv.1905.11247,
title = {Cold-Tip Temperature Control of Space-borne SatelliteStirlingCryocooler: Mathematical Modeling and Control Investigation},
author = {Shaival H. Nagarsheth and Jiten H. Bhatt and Jayesh J. Barve},
journal= {arXiv preprint arXiv:1905.11247},
year = {2019}
}
备注
7 pages, 16 figures, 5th IFAC Conference on Advances in Control and Optimization of Dynamical Systems ACODS 2018