基于GIS的深空探测器真空热环境模拟测试系统设计

以提升真空热环境模拟系统的环境监测和数据异常检测能力为目的 ,设计基于GIS的深空探测器真空热环境模拟测试系统;硬件部分利用GIS技术监测真空环境中的相关属性、空间及缺陷等数据,根据监测信息展开可视化统计分析,分别设计真空抽气系统、环境监测系统及外热流模拟系统,并通过预警反馈机制操纵数据属性,软件部分利用自适应PID控制算法高精度的控制红外加热笼的温度变化,并结合真空容器、真空抽气系统、外热流模拟系统完成深空探测器真空热环境模拟测试系统设计;实验结果表明,该测试系统极限真空度值为3.3×10-5 Pa,各支管液氮流量流速范围为0.26～0.40 m/s,具备良好的流动分布均匀性,高温和低温时加热区辐照热流密度分别为586 W/m2和27 W/m2,环境缺陷数据检测精准率高达98.73％,各项指标均满足设计要求.     

空间相机温控系统的软件设计思路与方法

从系统描述、温度标定与解算、温控策略、软件设计与实现等方面详细介绍了空间相机温控系统软件的设计思路与实现方法.本文主要考虑测温精度和测温范围,兼顾工作量和存储空间,选择合适的标定拟合方法和拟合次数.根据系统特性和控温精度的要求,选择合适的温控策略.实践证明,该方法具有测温、控温精度高,占用程序空间小,可移植性好等特点,在空间相机温控系统软件设计中具有一定的通用性.     

一种新型的基于TEC的温控箱设计

提出了一种新型的基于半导体制冷的温控箱,能在较宽的工作温度下给光纤陀螺提供一个稳定的温度环境。在测试过程中,文中所设计的温控箱效果良好,成功地满足了设计使用要求。温控箱具有速度快、精度高、无转动部件等优点,为提高光纤陀螺惯导系统温度稳定性、迅速达到稳定工作状态提供了一种实用方法,也为类似的温控箱结构设计提供了有益的参考。     

温箱控制器的运行控制文件测试与研究

为了建立综合控制台对温度试验箱进行集中控制,需要对各独立的温控试验箱的运行文件进行分析和整合,形成可被温控试验箱执行的*.PRG程序文件。方法是首先通过原系统操作界面程序,设定温箱工作温度和时间,产生一个温箱控制器执行的*.PRG文件。然后,用Beyond Compare工具,对此(二进制)文件进行测试分析,得出文件的开始标志,温度阶梯步数,温度值单元,温度点切换时间单元,切换点行标志和文件结束标志等6个部分的位置关系,从而获得温箱控制器运行文件*.PRG的内部结构。根据文件内部数据结构关系,可以建立符合原*.PRG文件格式且可通用的可执行程序文件。在某型综合控制台的设计中采用该方法建立的*.PRG文件对各试验箱进行独立运行实验,实现了对温箱的综合控制。     

模糊控制在真空环境模拟试验舱温控系统中的应用

对某真空环境模拟试验舱原有温控系统的半开环的结构进行闭环改造并研制新的控制算法,改善系统的动态性能;在对被控舱内温度进行建模分析的基础上,探讨了PID控制器、基本模糊控制器和模糊-PI复合控制器三种控制器的设计方法以及在温控系统中的实现,并通过常规变温试验和模拟脉冲干扰试验对三种控制器进行比较。     

一种非线性PID控制算法在温控系统中的应用研究

针对传统PID控制算法参数固定不变、容易引起超调量、不能完全适应温控系统的稳定性要求等问题,文中在温控系统中采用非线性PID控制算法使得其增益参数随控制误差而变化;同时以STM32微控制器为控制核心,通过Pt1000和MAX31865模块采集系统温度,半导体制冷器TEC和H桥逻辑驱动模块实现对系统加热制冷和系统功率的调节,液晶屏显示实时温度和运行状态,具有声光指示功能;上位机软件与下位机系统使用USB串口通信采集当前的系统温度,并进行非线性PID调节。实验结果表明,相较于其他的PID控制算法,如结合Bang-Bang控制的PID、引入微分先行的PID、步进式PID、变积分PID和基于微分器的PID等,非线性PID控制算法的调节效果更优,能够提高控制器的鲁棒性、适应性和系统的抗干扰能力。     

一种激光选区BGA型芯片智能温控返修系统

针对手机主板高密度器件布局环境下热风加热BGA型芯片返修控制系统的局限性,研发了一种激光选区BGA型芯片智能温控返修系统。以固高GTN卡为核心,结合红外测温仪、三段式传动装置、威图相机、光纤激光器与电机平台等设计了温度采集单元、电机控制单元、影像定位单元与激光控制单元;基于Windows开发系统,采用MFC技术设计了上位机检测与控制软件系统。采用了激光选区精准加热关键技术与模糊PID控制算法,实现了返修过程的实时检测与电机、温度、激光的实时控制。实验结果表明,该系统激光选区温控精度高,具有操作简单、时延短与稳定性高等优点,具有良好的推广价值。     

电子鼻温度控制系统的设计

针对目前电子鼻中温度控制系统存在的不足,提出了一种使用简便、控制速度快,且精度高的温控系统.系统利用半导体制冷片的快速制热和制冷功能,通过控制制冷片两端的电流方向,同时使用PID控制算法和环境温度补偿方法,实现气室温度控制.通过实验,进一步验证了温度对湿度和传感器的影响.实验结果表明:系统能够达到的控温精度为±0.3℃...     

车身贴膜自动线红外温控系统设计

阐述了温控系统的调节原理和方法,及如何在PLC控制技术中应用。通过温度检测、变频控制、可控硅控制电压调节最终达到对车身加热控制。对该自动线的设备及车身控制温度,使车身在适当温度下进行贴膜,满足了生产实际要求。通过在国内某车身厂专业厂实际应用验证了红外加热车身贴膜温度控制方法的有效性和合理性。     

基于分布式温度监测的大空间半导体制冷系统

针对装甲车辆驾驶舱温度调节的迫切需求,对基于半导体制冷的大空间温度调节装置进行试验研究。设计了大空间试验箱、半导体制冷系统和基于分布式传感器的温度监测系统。选择不同类型的制冷片,使其工作在不同电流工况和散热条件下,得到了制冷片两端的温差与箱体内平均温度随制冷片工作时间的变化。结果表明:温度监测系统能够实时采集显示半导体制冷片冷热端与箱体内温度的变化情况;制冷片和制冷片工作电流的选择要与制冷系统的散热强度相适应才能达到良好的制冷效果;适当增加制冷片冷端的散冷能力,有助于降低制冷片两端的温差,提高制冷效果。     

油田超深井环境仿真系统的一体化模型研究

油田超深井环境仿真系统是对用于超深井的射孔器材进行高温超高压检测的试验装置,其加热装置由于超高压的特殊工艺条件以及多层介质的复合传热过程,使得超高压釜内油温的控制变得十分复杂。该文采用分布——集中混合建模方法,建立了油田超深井环境仿真系统的一体化非稳态传热数学模型,通过计算机仿真,分析了其温度场的分布状况,为釜内油温的高精度控制方案的设计和系统操作提供了参考依据。     

飞机座舱温度场数值仿真研究

要为飞机座舱空气分配系统以及飞机的环控系统提供更为可靠的设计依据.应寻求更加接近实际的座舱温度场的分布情况.根据飞机座舱内实际存在的传热过程,主要在导热-对流传热的基础上考虑了辐射传热,在利用计算流体动力学(CFD)软件Fluent对飞机座舱温度场的数值仿真过程中,加入了离散坐标辐射模型,主要壁面采用了对流-辐射混合热边界条件,而且考虑了太阳辐射对舱内温度场的影响.针对某战斗机的设计状态点对其座舱温度场进行仿真,得到了该条件下的舱内温度分布和辐射换热量,计算结果跟传统方法进行了比较,表明了实际性和可行性.     

大型气候实验室温度环境控制及其实现

大型气候实验室温度环境控制是实现实验室各类试验的基础.通过分析实验室温度模拟系统组成和运行工艺,设计了基于前馈-串级PID双回路控制算法和温度控制策略,建立了大型气候实验室温度控制流程.解决了实验室由于空间大、干扰因素多、设备组成繁杂带来控制精度难以达到要求,以及降雪、太阳辐射等因素引发的环境温度突变的问题.确保了试验全过程升降温速率可控、升降温曲线平滑,且控制精度满足要求.     

基于PID的轿车空调系统设计

轿车空调系统由鼓风机、循环风门、混合风门、蒸发器、加热器、太阳辐射、室外空气对室内空气影响、乘客热负荷、车速等部分构成,由热平衡原理及能量守恒定律建立完整的轿车空调系统数学模型。针对空调模型,设计相应的PID控制器,来调节混合风门的开度以实现轿车车室温度调节。在Matlab 2009仿真软件中,利用Simulink工具箱建立空调控制系统的仿真模型。在仿真试验中,车室温度的调节过程大约需要1 min,温度控制准确度高。由于将一些热负荷考虑到模型中,能够较好地实现对干扰信号如太阳辐射强度、系统参数如蒸发器温度等变化量进行抑制。仿真试验表明所建立的数学模型和控制器设计是正确、可行的。     

旋转叶片电加热防冰系统设计与应用

在开展结冰试验时，结冰风洞风扇叶片前缘有结冰风险，影响风洞安全运行。针对大型旋转叶片结冰问题，提出了旋转叶片电加热防冰系统设计方法，研制了大型结冰风洞旋转叶片电加热防冰系统。首先，研制了内置电加热单元和温度反馈的防冰叶片。针对叶片复杂的工作环境，提出一种新的旋转叶片电加热防冰功率计算方法，通过精确测量和方案优化，设计了基于特殊环境的分半式、大尺寸、高线速度、碳刷自动移开/压紧的导电滑环。最后，采用变结构分级温度闭环和试验参数连锁防冰控制策略解决了旋转叶片结冰问题。该系统已应用于大型结冰风洞，运行中加热电流和叶片温度反馈信号传输连续，所有旋转叶片前缘快速加热且温度分布均匀，防冰效果好。     

Computer simulation for a solar heating system

In this paper a simulation model for a basic solar heating system which is suitable for control and optimization studies is developed. A model for flat plate solar collectors using fluids for the heat transfer which allows the analysis of operation in great detail is presented. The simulation model for the solar collectors has also the characteristic that its inputs and outputs are quantities which are easily measurable in the real world. The effect of temperature stratification in the heat storage device model is considered by simulating two storage chambers of variable volume. The heat storage model requires relatively small time increments, a requirement which is not as stringent as that for the solar collectors. The tank's model primary variables are the easily measurable quantities of temperature and flow rates with the addition of volume as an internal variable. Weather, load and control modeling is also presented. The gradient search method is then applied to study optimal sizing of solar heating components of The University of Toledo solar house.     

新型控制器在加热炉温度控制中的应用研究

以铸造、热处理中应用最典型的加热设备加热炉为研究对象,建立其数学模型。针对加热炉本身的时滞特性导致系统控制困难这一问题,设计了一种控制系统结构,给出了相应的控制器控制算法设计步骤。将该文方法和传统Smith算法相对比,通过仿真表明,该文控制算法的控制效果明显优于传统的Smith控制;在0~400℃温度变化范围内,加热炉温度系统的测量误差为-0.3~0.3℃。采用该文控制器算法有效提高系统控制精度,可以有效地提高材料的加工质量,具有一定的应用价值。     

加热炉温度控制系统的设计

介绍了基于九点控制器原理的热媒加热炉换热器温度控制系统.该控制系统主要包括控制逻辑模块、数据通信模块（OPC通信协议）、人机界面等.阐述了加热炉换热器温度控制系统的原理及其组成,并在仿真平台上对控制系统进行仿真验证.结果表明,该控制系统能够较好地实现对热媒加热炉换热器温度的控制,达到了预期的控制效果,进一步验证了基于九点控制器的热媒加热炉换热器温度控制系统具有较好的发展前景.     

Fuzzy-smith控制器在温度控制中的应用

废纸制浆过程中,由于加热过程存在滞后、蒸汽压力波动和进浆浓度的变化热分散使得温度控制效果受到影响.针对热分散系统的温度控制具有纯滞后和模型不确定的特性,提出了改进型Fuzzy-smith控制策略.仿真研究表明,该方案不仅能够进一步克服纯滞后,而且具有较强的鲁棒性和较高的控制精度,在模型失配时亦能表现出良好的稳定性和鲁棒...     

三轴一体IMU组件中光纤环热分析

对某型号三轴一体光纤陀螺捷联惯导系统建立有限元模型,从结构角度分析了惯性测量单元（ IMU）中光源和加速度计等发热模块对光纤环温度场分布的影响。分析研究IMU组件在22℃常温稳态下的传热规律,表明光源与加速度计等热源所产生热量将不以传导方式在箱体与 IMU台体之间传递,对流与辐射传热对IMU温度分布影响较大;光源为主要热源,是造成Y,Z轴光纤环温度分布不均匀的主要原因;加速度计发热将影响X轴光纤环温度分布。通过＋60℃高温瞬态热分析,研究光纤环在极端环境下温度变化规律,表明系统在极端环境下随着温度上升而温度梯度递减,光纤环瞬态温差增大。稳态和瞬态热分析可指导惯导系统IMU部分结构热设计的改进。