本文選題：星敏感器 + Workbench��； 參考：《中國科學院研究生院（光電技術研究所）》2015年碩士論文

【摘要】：星敏感器精度的影響因素眾多,溫度是其中的重要因素之一,不僅會影響星敏感器光學系統(tǒng)的光學性能,也會影響它的電子學系統(tǒng)性能,同時溫度也是材料熱力學性能的重要影響因素。因此為保證星敏感器各部分組件能工作在額定的工作溫度區(qū)間,需要在實驗設計時對其做溫度場分布和熱控設計研究。在國外星敏感器技術起步早,相關技術都比較成熟,一些公司為了研究星敏感器的熱-力學、熱-結構等的關系,而專門開發(fā)出一些分析設計軟件;在國內,也有一些科研工作者對某些特定的相機或星敏感器做過相應的熱分析,但都沒有形成體系,在相關方面需要有進一步的研究。本文利用有限元法對某一星敏感器進行了瞬態(tài)熱分析和熱控設計研究。本文首先介紹了熱力學的基本知識和熱傳遞的三種基本方式,根據(jù)有限元基本的原理給出了瞬態(tài)發(fā)熱—導熱—輻射問題的微分方程,并對有限元分析軟件ANSYS Workbench的功能特點做了簡單介紹。其次,詳細介紹了ANSYS Workbench熱分析的基本流程,建立了星敏感器的三維模型,對星敏感器的溫度場分布情況進行了求解,并對求解結果做了進一步的分析。再次,介紹了星敏感器熱控設計的背景知識,分析了熱控設計的邊界條件和內部熱環(huán)境,提出了星敏感器熱控設計的目標,分析了星敏感器的熱阻網絡模型,根據(jù)分析提出了四種熱控設計方案,對四種方案進行了求解,并根據(jù)求解結果做了進一步分析,選擇出了最優(yōu)的熱控方案。最后,利用分析獲得的數(shù)據(jù)和軟件提供的一些參數(shù)標準,對整個分析求解做了正確性評估。
[Abstract]:There are many factors that affect the precision of star sensor, and temperature is one of the important factors, which will not only affect the optical performance of the optical system of star sensor, but also affect the performance of its electronic system. At the same time, temperature is also an important factor affecting the thermodynamic properties of materials. Therefore, in order to ensure that the components of the star sensor can work in the rated working temperature range, it is necessary to study the temperature field distribution and thermal control design in the experimental design. In foreign countries, the star sensor technology started early, and the related technology is relatively mature. In order to study the relationship between thermal mechanics, thermo-structure and so on, some companies have developed some analysis and design software. Some researchers have also done some thermal analysis on some special cameras or star sensors, but none of them have formed a system, so further research is needed in related fields. In this paper, the transient thermal analysis and thermal control design of a star sensor are studied by finite element method. This paper first introduces the basic knowledge of thermodynamics and three basic ways of heat transfer. According to the basic principle of finite element, the differential equation of transient heat conduction radiation problem is given. The functional features of finite element analysis software ANSYS Workbench are also briefly introduced. Secondly, the basic flow of ANSYS Workbench thermal analysis is introduced in detail, the three-dimensional model of star sensor is established, the temperature field distribution of star sensor is solved, and the result is further analyzed. Thirdly, the background knowledge of thermal control design of star sensor is introduced, the boundary conditions and internal thermal environment of thermal control design are analyzed, the object of thermal control design of star sensor is put forward, and the thermal resistive network model of star sensor is analyzed. According to the analysis, four kinds of thermal control design schemes are put forward, four schemes are solved, and the optimal thermal control scheme is selected according to the result of further analysis. Finally, the correctness of the whole analysis solution is evaluated by using the data obtained from the analysis and some parameter standards provided by the software.
【學位授予單位】：中國科學院研究生院（光電技術研究所）
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：V448.2

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