黑体辐射源作为复现、传递辐射亮度和辐射温度量值的标准辐射源,主要用于辐射亮度计和辐射测温仪等仪器的校准,是保证辐射亮度和辐射温度量值准确统一的计量标准器。目前,黑体辐射源上都采用从国外进口的数字式PID温控器,这种PID控制器会使系统升温出现超调和振荡现象,温度达到稳定状态耗时长,稳定性差。为了克服这种PID控制器的缺点,本文以自抗扰控制(ADRC)技术为核心,探讨并设计了无超调低温黑体辐射源温控系统。主要内容如下:(1)进行黑体辐射源空腔仿真设计。设计完整的黑体辐射源空腔结构,基于有限元分析方法,对该结构建立温度传热模型,模拟黑体辐射空腔的非稳态导热过程中的空腔温度变化过程。(2)建立黑体辐射源温控模型,研究黑体辐射源自抗扰温控方法。通过温控系统辨识和参数估计的方法,经过实验求得被控对象的温度传递模型,设计基于自抗扰控制技术的无超调低温黑体温控系统。通过仿真对比PID控制、非线性PID控制及自抗扰控制技术三种温控方式的温控效果,结果显示自抗扰温控技术具有响应速度相对较快,系统稳定后温度的波动幅度较小,过渡时间少且无超调等优点。(3)低温黑体辐射源温控系统测试平台搭建与实验。进行了黑体辐射源温控系统硬件的选型,搭建了实验平台,进行了基于QNX平台的自抗扰温控系统的开发。实验结果表明,基于自抗扰控制技术设计的黑体辐射源无超调温控器控温稳定性优于0.01℃/10min,黑体辐射源温场均匀性在30~50℃温区范围,黑体辐射源靶面温场均匀性优于0.05℃,实现了预期设计的目标。