載人航天空間環(huán)境地面實驗艙環(huán)控系統(tǒng)的研究.pdf

1、實現(xiàn)航天員出艙活動技術是我國載人航天發(fā)展戰(zhàn)略第二步——空間實驗室工程的一項基本任務。在未來的空間站工程中必須掌握航天員出艙活動技術，航天員出艙活動技術是大型空間站組裝必須掌握的技術，也是空間站修理、維護所必須掌握的技術。航天員出艙活動，就是航天員從載人航天器中經(jīng)過氣閘艙，按照科學的出艙程序跨入太空去完成航天器組裝、維修、更換、發(fā)射、回收等重大的航天任務，而后平安返回載人航天器的復雜技術。航天員出艙活動是載人航天重要的支撐技術之一。為保證

2、航天員的安全、可靠地完成出艙活動任務，根據(jù)美俄兩國的航天員出艙活動的工程實踐，認為進行充分的地面模擬試驗是十分必要的。因此，航天員出艙活動的地面試驗技術及其試驗設備建造，成為航天員出艙活動任務中的重要組成部分。KM6設備是中國最大的空間環(huán)境試驗設備，因此，對KM6水平艙環(huán)控系統(tǒng)的研究有十分重大的意義。本文主要通過對環(huán)控系統(tǒng)的被控對象、執(zhí)行部件等進行分析研究，建立各自的數(shù)學模型，進而對整個控制系統(tǒng)進行仿真研究，并針對目前環(huán)控系統(tǒng)存在的問題

3、嘗試提出了改進控制方案。
　　本論文的KM6水平艙環(huán)控系統(tǒng)的數(shù)字仿真，是基于matlab的simulink上進行的。本論文所研究的環(huán)控系統(tǒng)的特點是：⑴管線較長，存在延遲；⑵參數(shù)之間相互耦合；⑶被控參數(shù)多，控制精度要求較高。這些特點無疑增加了控制系統(tǒng)的研究難度。本論文研究的主要內(nèi)容如下：
　　（1）采用集中參數(shù)法，建立了釬焊板式換熱器、管路、傳感器等設備單元以溫度為調(diào)節(jié)對象的動態(tài)數(shù)學模型，進而對KM6水平艙環(huán)控系統(tǒng)中的溫控部分

4、建立了系統(tǒng)的數(shù)學模型，并利用simulink對該系統(tǒng)進行仿真研究。
　?。?）分析了管道對溫控系統(tǒng)控制品質(zhì)的影響，對原有溫控系統(tǒng)提出了改進方案。進而研究了大延遲系統(tǒng)的控制方法，并通過對管道長度變化給系統(tǒng)帶來問題的討論，應用史密斯預估補償法設計控制器，對溫控系統(tǒng)作了進一步的改進。
　?。?）分別推導出KM6水平艙環(huán)控系統(tǒng)的管路、氣體容器及調(diào)節(jié)閥的多參數(shù)調(diào)節(jié)的動態(tài)數(shù)學模型，然后對一個完整的子系統(tǒng)——AB艙環(huán)控供氣子系統(tǒng)采用分段處