高温导热系数仪测量硅酸铝板的测量不确定度评估

介绍了一套防护热板法导热系数测量装置,采用耐高温不锈钢板加工护热板与计量板,热电堆控制量护温差,PT100型铂电阻温度传感器控制温度,金属杆式二等标准铂电阻温度计测量样品热面与冷面的温度,安捷伦3 458A多功能数字表测量0.01Ω标准电阻与计量板加热器电压计量板的热量,冷板上安装位移传感器实时测量受热样品的厚度.测量装置的工作温度高达500℃,装置温控精度大约为0.01℃,研究了不同温度下硅酸铝板的导热系数,测量500℃条件下硅酸铝板的导热系数为0.164 3W/(m·℃),测量装置的测量不确定度主要来源于计量面积、样品厚度、冷板与热板温度和热流等,相对测量不确定度为1.8%.     

基于MATLAB的专家整定PID控制系统设计与仿真

针对在复杂系统中实现在线整定参数的PID控制问题 ,介绍了一种基于专家系统的自整定PID控制系统设计方案 ,同时利用MATLAB中的SIMULINK和控制系统工具箱进行了仿真研究 ,仿真结果表明 ,专家整定PID控制系统比常规PID控制器(控制参数固定 )控制效果好     

一种防护热板法导热系数测量装置研制

该文介绍一种防护热板法导热系数高温测量装置,其具备温度、长度与热量可溯源性。采用耐高温不锈钢板加工护热板与计量板,热电堆控制量护温差,PT100型铂电阻温度传感器控制温度,金属杆式二等标准铂电阻温度计测量样品热面与冷面的温度,安捷伦3458A多功能数字表测量0.01Ω标准电阻与计量板加热器电压计量板的热量,冷板上安装位移传感器实时测量受热样品的厚度。在600℃条件下,装置温控重复性的标准偏差约为0.01℃,测量硅酸钙板的导热系数为0.194W/(m·K),相对标准偏差约为1%。     

防护热板法装置热板功率损失的补偿方法

在防护热板法装置中,沿整个隔缝的温度分布是不均匀的,导致热板与护板间的功率损失,影响导热系数测量的准确度.针对该问题提出一种补偿方法,通过计算热板功率损失修正热板功率,使修正后热板的功率准确反映理想一维条件下流过试件的热流量,从而提高导热系数测量准确度.实验结果显示,通过提出的补偿方法测得的导热系数准确度达到±2!,有效地解决了由于隔缝温度不平衡而造成的测量导热系数不准确的问题.     

模拟PID电路参数自整定温控系统设计

针对模拟PID电路的控制理论和机理,从简单、易用、直观的参数整定原则和切实改善系统控制性能的参数自整定的目的,设计了由电流源搭建的铂电阻测温电路、MSP430主控电路、含数字电位器的模拟PID电路、串口通讯和上位机软件构成的模拟PID电路参数自整定温控系统.试验表明,自整定系统工作正常,整定后的温控系统在测温精度为0.03℃的情况下能获得0.1℃的温度稳定度.     

关于平板导热仪加热功率测量问题的探讨

正一、平板导热仪加热功率校准问题的提出平板导热仪主要应用在建筑检测实验室,用于对建筑材料的导热系数进行测量。根据国家标准GB/T10294-2008《绝热材料稳态热阻及有关特性的测定防护热板法》之3.5.3条款可知,导热系数的计算公     

一种高级PID控制器设计及应用

基于智能控制思想设计实现一种高级自适应PID控制器。该控制器由模型辨识单元、控制参数整定单元和PID控制单元等部分组成,具有自动选择控制作用、控制规律、控制参数和修正模型等功能。在系统稳定时施加阶跃信号,测定系统的阶跃响应并确定系统的工艺模型,然后据此确定系统的控制作用、控制规律、择优选择调节参数;当系统设定值改变时,再利用最小二乘法修正系统的工艺模型。实验结果表明,该自适应PID控制器具有较好的控制性能。     

低导热率材料测量装置研究

采用保护热板法在室温至80℃温度范围内对标准参考物质进行了多次导热率测量,同时也对实验材料实施加热保护的热平板法稳态测量导热系统装置进行了数值模拟分析.     

莫来石导热系数的测量不确定度评定及验证

使用防护热板法测定莫来石试样在各温度下的导热系数,分析了测量不确定度的来源、并根据ISO/IEC 98-3:2008中的基本方法(GUM法)计算了各标准不确定度分量、合成标准不确定度及扩展不确定度,并确定了各分量的影响大小,最后采用蒙特卡洛法(MCM)对测量不确定度的评定结果进行了比较验证。结果表明:在150~500℃莫来石导热系数测定结果的相对扩展不确定度(k=2)小于4%;板平面内温度分布均匀性在各影响因素中占据主导地位,对导热系数测定结果的影响最大;150℃时的评定结果通过MCM验证,可用GUM法来评定莫来石导热系数的测量不确定度。     

低温冻土导热系数测定仪的设计与研制

冻土导热系数的测定对于研究冻土热物理性质、土体冻胀特性有着重要作用。本文将介绍低温冻土导热系数测定仪，包括其低温冷水域系统、制冷系统、温控系统、测温系统及数据采集系统的设计与研制。导热系数测量的关键在于温度的测量与控制，本装置利用比例积分微分（PID）调节原理，通过控制冷水域水箱内的加热管来调节冷液温度，保证其恒温精度要求。温度数据通过数据采集仪采集，并利用算术平均滤波法对结果进行处理。     

基于Workbench的粘箱机推动臂强度分析与优化设计

目的 为提高肥料包装计量精度,设计一种肥料包装机控制系统。方法 建立肥料动态称量系统数学模型。结合模糊控制和内模控制理论的先进控制算法,设计肥料包装计量精度控制系统。采用内模控制使PID控制器参数简化,同时模糊控制的引入实现了控制参数的在线调整。利用肥料质量偏差及其变化率,基于Mamdan二维模糊控制器实现内膜控制参数λ的自动调整。结果 实验结果表明,在模糊内模PID控制下,质量最大相对误差为1%;质量绝对误差的平均值为0.2 kg;控制算法超调量较小、具有很好的动静态性能;系统称量误差大幅度减小。结论 所述控制方法和系统可以提高称量包装设备的效率和精度。     

基于模糊内模-PID的包装机热封切刀温度控制

目的 包装机热封切刀温度控制系统存在非线性、大滞后性等特点,传统PID控制的效果也越来越无法满足工艺生产的要求,为了提高包装机热封切刀温度控制的速度和精度,进而提高封口的质量,以提高产品包装效率和品质。方法 在传统的PID控制的基础上,通过结合模糊控制和内模控制理论的先进控制算法,提出模糊内模-PID控制算法的包装机热封切刀温度控制系统。内模控制能够使PID控制器参数进行简化,同时模糊控制的引入能够实现控制器参数的在线调整,将该新型控制算法应用到包装机热封切刀温度控制系统中,并与传统控制进行对比。结果 通过Matlab仿真软件搭建模内模-PID控制的包装机热封切刀温度控制系统仿真平台,仿真结果表明,系统响应速度、精度、超调量、抗扰动能力等比传统控制系统性能更加优良。结论 通过仿真验证了模糊内模-PID控制在热封切刀温度控制系统上的有效性和可行性,能够在温度控制系统中表现出优良的性能指标。     

粉状饲料动态定量称量包装控制系统设计与实现

目的 为提高粉状饲料包装过程的称量精度,提高包装效率,基于RBF神经网络设计一种粉状饲料定量称量包装控制系统.方法 首先介绍系统总体结构,以动态定量称量为主要研究对象,重点分析包装机的给料过程.针对精细给料过程,建立被控对象数学模型,结合传统PID控制和RBF神经网络设计称量控制器.通过RBF神经网络实现PID控制器参数的在线调整,从而提高称量精度.最后进行实际称量试验.结果 试验结果表明,静态和动态称量偏差均可以控制在0.5％以内,计量为25～50 kg,生产能力可以达到900包/h.结论 所述控制系统称量精度较高,具有比较理想的可靠性和稳定性,能够满足包装需求.     

衰荡光腔温度控制研究

研制出一套光腔衰荡光谱中的温度控制系统。首先,设计了内壁带有硅胶加热片的控温箱体,将光腔置于箱体中并模拟内部温度分布;然后,对箱体进行有限元分析及参数化扫描,得到最优化情况下加热片的分布及功率大小,保证光腔通光部分温度的均匀性;根据仿真结果完成实际控温箱体和加热片的加工,以比例积分微分（PID）控制算法为核心,设计包括温度采样模块、控制模块、驱动电路模块等在内的硬件电路系统,开发相应的控制算法,精密控制光腔内部的温度变化,实现衰荡光腔通光部分8 h内温度变化标准差不超过0.01 ℃。     

模糊自整定PID控制在VAV末端装置中的应用

将模糊控制和普通PID控制相结合,介绍了一种基于模糊控制规则的模糊PID控制器的设计方法并将其应用于VAV空调系统的末端装置控制.建立了变风量系统空调房间和末端装置的数学模型,并在此基础上进行仿真实验;结果表明这种方法比普通PID控制方法精度高、超调量小,特别是对对象参数的变化具有更好的适应性和稳定性.     

电子束钎焊温度场PID控制系统

为了将电子束应用于精密构件及热敏感性材料钎焊,以适应复杂形状曲线钎焊缝的要求,采用电子束扫描轨迹编辑及在线调节、钎焊温度实时采集及PID控制器构建真空电子束钎焊温度闭环控制系统.研究表明:本控制方法可实现在焊接过程中电子束按设定轨迹对工件进行扫描加热的同时,对被加热工件温度进行在线检测及实时调节.采用电子束扫描轨迹编辑及在线调节可以适应各种形状曲线钎焊缝、特殊材料及热敏感性材料的钎焊要求;只要适当选取PID参数,采用PID控制器可以对钎焊温度进行有效控制.该方法提高了电子束钎焊温度控制的精确性和适应性,有利于钎焊质量的提高.     

基于GA-PSO的印版滚筒温度二自由度PID参数整定

目的为了得到最优PID控制器的整定参数,满足印版滚筒温度实际控制要求,使温度控制具有更高的精确性和准确性。方法提出一种把遗传算法、粒子群算法相结合的智能混合算法,用该算法对二自由度PID参数进行优化,并将该思想用于印版滚筒温度控制系统;基于Matlab进行仿真,并与文中其他整定方法相比较。结果通过仿真验证,文中提出方法具有良好的控制效果,与其他方法相比,具有系统响应快、调节时间短、超调量小、鲁棒性好等优点,并具有极强的抗干扰能力。其目标值跟踪特性中调节时间为143.7 s,超调量为15%;其外扰动抑制特性中调节时间为57 s,超调量为2.5%,明显优于其他方法。结论采用该融合算法可充分发挥2种算法的优点,具有优良的性能指标值,可更好地满足现场控制要求。     

改进粒子群算法的啤酒灌装机液位控制PID参数整定

目的 整定最优的PID控制参数,对啤酒灌装机中贮液罐液位进行控制,以保证PID控制器能满足啤酒生产中的控制要求。方法 结合Rosenbrock搜索法和个体扰动策略来改进粒子群算法,并利用改进算法整定PID参数,最后将整定好参数的PID控制器用于控制液位对象;基于Matlab进行仿真实验,利用粒子群算法与文中方法做比较。结果 通过Matlab仿真验证,改进了粒子群算法整定的PID参数,其跟踪特性的调节时间为16.18 s,超调量为10.20%,IAE性能指标约为6.09;粒子群算法整定结果表明,跟踪特性的调节时间为27.72 s,超调量为26.90%,IAE性能指标约为7.23。结论 与原始粒子群算法相比,文中算法整定的3个PID参数在控制液位对象时综合性能评价指标更好,且能使系统平稳过渡,超调较小,响应速度快,调节时间快,其控制器性能能满足啤酒灌装机的生产要求。     

空调房间温度模糊分数阶PID控制器的设计

针对具有大时滞、大惯性和时变等动态特性的空调房间对象,综合模糊控制与分数阶PID控制理论,提出了模糊分数阶PID室温控制器的设计方法.首先,对于空调房间温度对象,进行数学建模.然后,运用模糊控制规则,获取相应的分数阶PID室温控制器的控制参数,从而构建出空调房间温度的模糊分数阶PID控制系统.并且,通过数值仿真对其进行验证.结果表明,该模糊分数阶PID室温控制器是可行的,与分数阶PID控制器相比,具有更好的控制性能.     

基于零长弹簧的超低频垂直隔振系统研究

设计并实现了一种基于零长弹簧的超低频垂直隔振系统。利用零长弹簧倾斜悬挂摆杆,通过精细调节可实现固有周期为20s的机械振荡。利用光电探测技术检测摆杆的微小位移,并对摆杆进行比例积分微分控制（PID：Proportional-Integral-Derivative）,有效补偿温度变化及弹簧蠕变引起的系统漂移,提高系统的稳定性。深入分析控制参数对系统周期特性的影响,反馈控制的积分项（I项）可补偿系统漂移,反馈控制的比例项（P项）可调节系统的刚度,而微分项（D项）可用于控制系统的阻尼系数。通过设置合适的控制参数,可以将系统的固有周期调节至30 s以上。该系统理论上可以实现超低频垂直隔振,有望应用于高精度绝对重力测量等精密物理实验研究。