基于DSP的高精度线性斯特林制冷机控制系统

介绍了一种高效、高精度、高功率密度线性斯特林制冷机控制系统的设计。对斯特林制冷机控制系统的组成及工作原理、控制系统的硬件结构和软件流程以及通过双边单极性控制获得标准正弦波驱动电压的方法进行了详细阐述。驱动控制器基于TI公司的TMS320F28XX系列DSP,采用积分分离型PID控制算法进行制冷温度的闭环控制。试验结果表明,该系统的转换效率及温控精度均达到了较高的水平,其中转换效率高达90%以上,温控稳定性高达0.15 mV@10 min。     

斯特林制冷机A/D位数扩展与仿真分析

为解决斯特林制冷机温控系统中A/D转换器采样精度较低对斯特林制冷机控温稳定性的影响,本文基于A/D转换原理,结合斯特林制冷机实际测温特点,提出一种提高A/D转换器采样精度的位数扩展方法,并基于simulink/matlab软件搭建斯特林制冷机温控系统仿真模型验证该扩展方法的有效性。结果表明：通过使用电阻逼近扩展法扩展A/D转换器的位数之后,线性斯特林制冷机冷头的温度波动范围变小,温度稳定性得到提高,说明了该A/D扩展方法理论思路的有效性。     

动态调整出水温度的高效制冷方法研究

通过数学方法较为精确地建立了吸收式制冷机需满足负荷要求的数学模型,确立了蒸发器冷冻水出口温度与室外温度之间的关系式。进而建立了吸收式出水温度控制系统的动态特性模型,并采用并联程序法对水温控制系统进行仿真。     

机械制冷机温控稳定性的仿真与实验研究

机械制冷机温度控制算法中控制参数的取值可直接影响机械制冷机的控温稳定性能。基于机械制冷机温度控制算法原理,结合制冷机温度控制特性,提出一种简化的控制参数整定方案,然后通过仿真和实验对该理论进行验证,并对机械制冷机的温度控制稳定性能进行分析研究。     

旋转式斯特林制冷机热仿真分析与优化

旋转式斯特林制冷机在工作时会放热,主要包括压缩放热、驱动元器件放热和电机定子放热,放热引起的温升会影响制冷机和红外系统的性能。本文利用Ansys有限元软件对旋转式斯特林制冷机进行瞬态热仿真分析,得到制冷机各零件的温度分布。模拟结果表明,在对流换热系数为3 W/(m~2·℃)条件下,制冷机表面电机外壳温度最高,最高温度为外壳中心(36.85℃),沿压缩端、冷指端两个方向,温度逐渐降低。实验与仿真结果基本一致,证明了模拟方法的有效性。忽略对流换热,对制冷机进行散热仿真优化后,有效抑制了制冷机温升,制冷机整体温度降低约4℃。     

空间用斯特林制冷机的过程控制

斯特林制冷机在空间探测中的应用越来越广泛,其驱动控制也至关重要.针对特定的斯特林制冷机,设计了以FPGA作为核心的控制系统,简单介绍了系统的硬件结构以及直线电机的正弦波驱动波形,详细讲解了制冷机的启动、降温、稳温等过程控制,重点论述了温度PlD算法实现的问题,通过跟踪制冷过程温度变化曲线,验证了控制模块的功能特性.     

基于FPGA的半导体激光器温度控制系统设计

介绍了半导体激光器的温度控制原理,设计了基于FPGA的半导体激光器温度控制系统。系统采用数字温度传感器DS18820作为温度测量器件,TEC作为控温执行元件,并采用模糊控制算法、PWM机制来控制TEC的驱动电流从而实现温控。基于QuartusⅡ开发平台采用Verilog HDL设计了软件部分,最后进行了功能仿真。整个系统对硬件要求不高,实现简单。从仿真结果可以看出,控制系统能够满足半导体激光器温度控制的精度和稳定度的要求。     

热阻法抑制脉管制冷机冷头温度波动研究

低温冷冻靶等应用要求目标控温波动度小于1m K量级。为了实现这一亚毫开级的高精度控温,并揭示控制措施对抑制温度波动的定量作用机理,基于脉管低温制冷机搭建了深冷温控测试平台。采用热阻法,即通过在制冷机冷头和被测样品之间插入不锈钢薄片组合来引入传热热阻,对模拟样品的温度波动进行实验测量,获得了制冷机二级冷头在5~30K温区的温度波动情况和传热热阻之间的定量关系。增加传热热阻是抑制温度波动的有效手段。     

斯特林制冷机振动数学模型的Laplace变换及仿真

通过对斯特林制冷机振动系统的研究,建立了系统的振动方程并进行了相应的Laplace变换,结合斯特林制冷机实际的工作状况,给出了振动系统在不同阻尼比条件下的仿真结果,该结论对今后斯特林制冷机的设计有一定的指导意义。     

氧箱冷氦气瓶加注和增压系统仿真计算及分析

冷氦增压系统是低温液体推进系统的关键技术之一。利用仿真软件Sinda/Fluint,对氧箱冷氦增压系统的冷氦气瓶加注过程和系统增压过程进行了基于集总参数法的建模与计算分析。首先,对冷氦气瓶加注过程给出了最优加注流量,并分析了气瓶内温度压力达到稳定所需的时间、冷氦气瓶充气过程瓶内最高温度以及气瓶与周围液氧的传热;其次,针对冷氦增压系统,详细研究了两种气瓶布局条件下,贮箱增压过程中冷氦气瓶温度、压力随时间的变化,以及氧箱内气枕与液氧的温度、压力变化情况;最后,还对增压过程中的氦气流量、传热特性进行了研究。