[发明专利]基于温度控制的形状记忆索网结构型面精度主动调节系统

说明书

本发明属于计算机软件技术领域，公开了一种基于温度控制的形状记忆索网结构型面精度主动调节系统，所述基于温度控制的形状记忆索网结构型面精度主动调节系统包括：形状记忆合金丝模块、电源模块、多通道数据采集模块、温度传感模块、Labview控制模块。形状记忆拉索的力驱动本质是形状记忆合金的力驱动控制，形状记忆合金的力驱动又通过温度来控制，本发明采用传统的通电加热驱动方式，对记忆合金丝进行通电加热，发生奥氏体相变，产生收缩变形，实现对拉索的收紧。当停止加热时，记忆合金丝发生马氏体相变，拉索的张紧力减小；利用2m口径的索网天线，集成形状记忆合金丝形成形状记忆索网结构进行实验。

技术领域

本发明属于计算机软件技术领域，尤其涉及一种基于温度控制的形状记忆索网结构型面精度主动调节系统。

背景技术

目前，业内常用的现有技术是这样的：大型天线高精度索网结构长期在空间恶劣环境下产生变形及力学性能降低，使天线的服役性能衰退。当前，卫星在轨设计寿命均较长。如Thuraya通信卫星在轨设计寿命为12年，Inmarsat4卫星在轨设计寿命为13年。然而，空间环境是卫星及天线实现长寿命的一个主要障碍。JAXA在ETS-VⅢ构架式天线研究的基础上，正设法通过增加环向索和径向辅肋的措施研制高精度天线，精度已达亚毫米量级。然而高精度的索网结构对空间环境敬愈加敏感，也必须设法提高索网天线型面精度的在轨保持性。

因此，严苛的空间环境使索网结构天线的大型化发展需求与其功能型面精度保持之间的矛盾日益突出，给传统的结构设计技术带来了新的挑战。可概括为以下两个方面的原因：短周期温度场的影响和长周期空间辐照下的结构松弛。

综上所述，现有技术存在的问题是：大型天线高精度索网结构长期在空间恶劣环境下产生变形及力学性能降低，使天线的服役性能衰退。

解决上述技术问题的难度和意义：为了克服传统结构设计技术的缺陷，就必须研究空间复杂环境下，索网结构天线反射面在包括短周期和长周期在内的全生命周期在轨保型的设计方法。而基于形状记忆合金变刚度模式设计有望给天线反射面的在轨保型设计提供有效的解决途径。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种基于温度控制的形状记忆索网结构型面精度主动调节系统。

本发明是这样实现的，一种基于温度控制的形状记忆索网结构型面精度主动调节系统，所述基于温度控制的形状记忆索网结构型面精度主动调节系统包括：形状记忆合金丝模块、电源模块、多通道数据采集模块、温度传感模块、Labview控制模块。

形状记忆合金丝模块，与电源模块的输出端连接，使用形状和金丝，利用电源模块加热；

多通道数据采集模块和温度传感模块，用于实时采集形状记忆合金丝的温度并将所采集数据同步传输到电脑端的Labview程序中；电脑端的Labview程序完成整个控制过程，在Labview前面板设置目标温度值，Labview后面板把采集到的温度信号与目标温度值进行实时比对，得到偏差信号e，然后对偏差进行PID控制，在Labview前面板上根据实时数据比对以及PID参数调节经验来实时设置PID参数，P为比例控制，与偏差大小成比例，调节P使程序对电压和电流调节速度加快；I为积分控制，是对偏差的积分，调整I来消除稳态误差；D为微分控制，是偏差的微分，微分用来预测偏差的变化趋势，调整D来减小超调量，进而提高系统稳定性；经过PID控制后将偏差信号传送至供电电源(可编程电源)，如此，电源模块就可以提供稳定的电压输出，进而按照PC的控制要求对形状记忆合金丝加热，直至稳定到目标温度值。上面提到的控制偏差e是指设定好的目标温度值r与实际测量到的温度值y的差值，即e(t)＝r(t)-y(t),输出的控制信号为