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为解决航天器热平衡试验温度外推预测方法中存在的问题，提出了热平衡温度预测的粒子群优化算法。根据热平衡温度模型，建立待优化的目标函数以及热平衡温度粒子群算法的计算流程。依据某型号卫星热平衡试验的前期温度数据，对热平衡极限温度以及瞬时温度进行预测，并与实测数据进行了比对。计算结果与实测数据相比具有较好的一致性，所提出的方法可有效地应用于航天器热平衡试验温度预测。