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利用传热学相关理论，对卫星单相流体回路热控系统的传热机理进行了分析与简化，建立起一个包括卫星单相流体回路各热组件模型、受控对象模型与控制系统模型的系统动态热模型。针对卫星单相流体回路系统惯性比较大，温度经常超调的特点，提出在现有PID反馈控制的基础上，引入系统热负荷作为反映系统扰动信号的前馈控制，以减少系统温度的动态偏差。利用热力学模型进行了仿真研究，仿真结果表明：采用以“系统热负荷”为信号的前馈PID控制温度超调量更小，具有更好的控制性能。仿真结果也可用于指导工程设计。