微型航天器（微型卫星）将沿着小型化、轻量化和智能化的方向发展，要求卫星上各功能模块的集成度高、尺寸小。这导致其热流密度高，局部易出现高温，因此局部高热流密度的散热问题成为卫星热控制要解决的首要问题。在卫星热控制中，相变热管通常被用来导通发热器件的散热通道，控制其温度水平，提高整个卫星的温度场均匀度。因此，研究相变热管的热性能具有非常重要的意义。本文针对相变热管研制了一套测试设备，用于相变热管热性能测试实验，以获得相变热管的热性能参数。本文主要工作如下：采用SolidWorks完成了系统实验台架的设计，它可以同时安装10根200mm~1500mm不同长度的相变热管，并且能对相变热管进行水平调节以确保它的水平度。完成了电气控制系统的设计以及包含电源板、传感器板、热电偶测量板及控制板的电控柜布线安装等。针对实验测试中变功率加热的高精度控制要求，设计了变功率PID控制系统，实现了不同加热功率要求下的功率精确控制。完成的任务有：硬件系统的设计，主要包括电压电流传感器和直流可控电源的选型与分析；软件系统的开发，主要包括电压电流监测模块和PID算法。为了满足热性能实验在不同加热功率下，通过制冷控制来确保相变热管冷凝段温度恒定的要求，设计了冷却控温系统，它以PWM方式控制冷却液流量大小来实现相变热管冷凝段的温度控制。主要完成的任务有：循环制冷机和冷板的设计与选型，在LabVIEW中实现安捷伦34980A温度测量系统的远程控制，以及温度的分段控制。针对本温度控制系统的大干扰、大滞后和非线性的特点，提出了多模式分段控制算法。它结合Bang-Bang控制、模糊控制和仿人智能控制各自的优点，提出了将基本的模糊控制改为增量式模糊控制，将仿人智能控制的误差变化率作为控制对象，实现了温度的精确控制并通过实验验证了算法的有效性。在LabVIEW环境中开发了整个软件系统，软件界面简洁友好，系统稳定，功能完善。软件系统的主要功能有多路电压信号、电流信号和温度信号的采集、保存与显示，用户管理系统，数据管理系统，参数设置和超温报警保护等。整套测试设备在实际工程应用中性能稳定，满足设计要求，分段控制算法简单有效，具有一定的工程参考价值。