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极光成像仪滤光片高精度温度控制系统设计

张佩杰,  宋克非

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张佩杰, 宋克非. 极光成像仪滤光片高精度温度控制系统设计[J]. 红外与激光工程, 2014, 43(S1): 177-182.
引用本文: 张佩杰, 宋克非. 极光成像仪滤光片高精度温度控制系统设计[J]. 红外与激光工程, 2014, 43(S1): 177-182.
shu
Zhang Peijie, Song Kefei. Design of high accuracy temperature control system of auroral imager light filter system[J]. Infrared and Laser Engineering, 2014, 43(S1): 177-182.
Citation: Zhang Peijie, Song Kefei. Design of high accuracy temperature control system of auroral imager light filter system[J]. Infrared and Laser Engineering, 2014, 43(S1): 177-182.
shu

极光成像仪滤光片高精度温度控制系统设计

  • 1.

    中国科学院长春光学精密机械与物理研究所,吉林 长春 130033

详细信息
    作者简介:

    张佩杰(1982-),男,副研究员,博士,主要研究方向为航天遥感器电子学系统设计、复杂系统建模与控制.Email: zhangpj@ciomp.ac.cn

  • 中图分类号: V447

Design of high accuracy temperature control system of auroral imager light filter system

  • 1.

    Changchun Institute of Optics,Fine Mechanics and Physics,Chinese Academy of Sciences,Changchun 130033,China

  • 摘要: 针对广角极光成像仪滤光片组件的温度控制需求,设计了一种高精度温度控制系统.使用铂电阻作为测温传感器,测温电路可以达到0.05 ℃的温度采集精度;使用DSP作为主控制器,实现了滤光片温度的全数字控制;使用恒流源电路作为加热片的驱动控制电路,实现了加热功率的高精度、低噪声控制;建立了滤光片组件温度控制系统的数学模型,结合实际系统的阶跃响应曲线辨识得到系统模型参数,设计了系统的控制器,进行了仿真,给出了控制器的性能曲线;通过滤光片组件温度控制系统实验对控制器参数进行了整定,得到了优化的控制器参数.最后,给出了系统的实际温度控制结果,表明系统能够实现滤光片的高精度温度控制.
    Abstract: A high-accuracy temperature control system for light filter of auroral imager was proposed in the paper. Platinum resistance was used as the temperature sensor, and the temperature measuring circuit can collect the temperature with an accuracy of 0.05 ℃. A DSP was used as the main control unit, which implemented a full digital control system. The heater plate used constant current source circuit as its driving circuit, implementing the high precision and low noise heating power control. The mathematical model of the system was established, and the key parameters were identified from step response curves of the practical light filter system. The controller was designed based on the identified model and simulation results show the performance of the designed controller. Then, the parameters of the controller were tuned in experiments and experiment results show that better performance is obtained using optimized controller. At last, experiments results were discussed and show that high accuracy temperature control of the light filter system was implemented.
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出版历程
  • 收稿日期:  2014-10-15
  • 修回日期:  2014-11-20
  • 刊出日期:  2015-01-25

极光成像仪滤光片高精度温度控制系统设计

  • 1. 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所,吉林 长春 130033
    • 作者简介:

    张佩杰(1982-),男,副研究员,博士,主要研究方向为航天遥感器电子学系统设计、复杂系统建模与控制.Email: zhangpj@ciomp.ac.cn

  • 收稿日期: 2014-10-15
  • 修回日期: 2014-11-20
  • 刊出日期: 2015-01-25

  • 中图分类号: V447

摘要: 针对广角极光成像仪滤光片组件的温度控制需求,设计了一种高精度温度控制系统.使用铂电阻作为测温传感器,测温电路可以达到0.05 ℃的温度采集精度;使用DSP作为主控制器,实现了滤光片温度的全数字控制;使用恒流源电路作为加热片的驱动控制电路,实现了加热功率的高精度、低噪声控制;建立了滤光片组件温度控制系统的数学模型,结合实际系统的阶跃响应曲线辨识得到系统模型参数,设计了系统的控制器,进行了仿真,给出了控制器的性能曲线;通过滤光片组件温度控制系统实验对控制器参数进行了整定,得到了优化的控制器参数.最后,给出了系统的实际温度控制结果,表明系统能够实现滤光片的高精度温度控制.

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