Método otimizado de controle preciso de temperatura e validação experimental para telescópios de raios X não homogêneos e descontínuos

ZHANG Xiaofeng ,  

FENG Jianchao ,  

MA Jia ,  

LIAO Xing ,  

ZHANG Yonghe ,  

CHEN Yong ,  

摘要

Este artigo visa realizar o controle preciso de temperatura do telescópio de raios X do satélite EP, por meio do estabelecimento de um modelo matemático de transferência de calor do telescópio de raios X do tipo Wolter-I de incidência rasante, revelando as leis de transferência de calor no conjunto de espelhos focalizadores, e projetando dois tipos de aquecedores ativos para controle térmico. Frente aos desafios de controle do campo térmico causados pela configuração não homogênea e descontínua do telescópio, foi proposta uma metodologia otimizada de controle preciso de temperatura, que leva em conta os indicadores de controle e a dificuldade de desenvolvimento do processo, construindo uma função de custo para a alocação setorial da compensação térmica. Através da definição de parâmetros de peso relacionados à média, desvio máximo, número de zonas e comprimento mínimo da zona, foi obtido o projeto otimizado do primeiro tipo de aquecedor. Os resultados do teste a vácuo em escala total mostraram que a temperatura das 54 lentes esteve na faixa de 19,1 a 20,9 ℃, com boa estabilidade térmica no domínio temporal e flutuações inferiores a 0,2 ℃, atendendo aos requisitos do telescópio de raios X (20±1) ℃, com parâmetros de peso razoavelmente projetados. O método proposto neste estudo enfrentou com sucesso o desafio do controle preciso de temperatura para telescópios de raios X não homogêneos e descontínuos, fornecendo suporte técnico para detectores científicos espaciais com altas exigências térmicas.

关键词

controle preciso de temperatura; otimização; raios X; não homogêneo descontínuo; satélite EP

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