50+5kW双系统液冷源控制单元设计

设计了基于PLC控制器+触摸屏的双系统液冷源电气控制单元,通过一套控制单元采集两个液冷系统的温度、湿度、压力、流量等传感器数据,实现了对两个系统多样化智能自动控制,节省了成本。对关键控制对象进行了热备份和轮询设计,实现故障不停机自动切换,提高了设备可靠性。通过采集的温度和湿度计算出露点温度,解决了设备凝露问题,具有远程通讯和故障自诊断功能,实现无人值守。     

基于PXI总线的温控盒自动测试系统设计

温控盒作为飞机温度调节系统中的核心部件,在飞机运行安全中起着举足轻重的作用,需要对温控盒的各项参数进行详细测试。传统的温控盒测试设备普遍存在测试数据不精确、扩展性差以及测试人员操作繁琐、工作量大等缺点。提出了基于PXI总线的温控盒自动测试技术,阐述了其基本的测试原理以及具体软硬件实现方法,重点介绍了阻值动态分段逼近闭环设计及脉冲输出的低延时处理算法,完成了测试过程的一键自动化,拥有通用性、扩展性强、功能全面、智能化程序高等特点。     

小型综合环境模拟试验箱控制系统设计

基于工控机、PLC、触摸屏和PID控制器技术,设计开发了温度、湿度、压力三综合环境模拟试验箱用电气控制系统。该控制系统通过OPC和Modbus通讯完成数据交互,实现远程和本地两种控制模式,试验数据能够实时采集、显示和存储,历史数据通过图表和曲线形式查看。通过PID运算,实现温度、湿度和压力的精确控制。     

应用ADN8831的980nm泵浦激光二极管温度控制器

应用ADN8831芯片制作了980nm泵浦激光二极管的温度控制器。利用该芯片驱动半导体制冷器对激光二极管进行温度调节。实验证明,该驱动电路可将半导体激光器的工作温度控制在0.1°C的范围内。将该温度控制器成功应用于可调谐光纤激光器的驱动中,获得满意的温控效果。     

液晶光阀光学特性实验中系统控制器的改造和设计

本文针对在液晶光阀光学特性实验中,集多种功能于一体的系统控制器,由于功能键频繁切换,导致按键失灵,实验无法正常进行的难题,采用将光强键的功能从系统控制器中分离出来的设计方案,设置独立的电路,将系统控制器中的光强采集及显示独立出来,保证了学生实验教学的正常进行．     

适用于非常规工作环境中热释电型激光能量计的研制

现有的激光能量计传感器灵敏度系数都与其所处环境温度有关,在-50℃～70℃的温度范围内,灵敏度偏差较大,直接影响测量结果。为了达到消除环境温度的影响,采取在不同环境温度下对热释型能量计的灵敏度进行校准的研究方法。该校准方法与普通激光能量计的校准方法的不同之处在于对热释电型能量计进行校准时,温度由室温扩展到-50℃～70℃的温度范围。利用环境试验箱,每隔10℃固定一个温度点,进行激光能量的测量实验,得到各个温度点所对应的灵敏度修正系数,再借助最小二乘法建立起各个温度点上能量计灵敏度系数同环境温度的函数关系,从而实现了-50℃～70℃的温度范围内激光能量的准确计量。研制能直接工作于非常规工作环境下的热释电型激光能量计,对解决激光能量测量的外场需求有一定现实意义。     

MINICOOL环境试验箱制冷系统设计

环境试验箱是一种提供高、低温环境的试验设备,主要用于机械、电子、电工、航空、航天及军事等领域的一些电子产品在高、低温环境下的性能测试、筛选及考核试验。试验箱制冷系统采用以R22/R23为工质的复叠制冷循环,以系统热负荷和试验箱性能指标为依据,计算出了系统各点的状态参数,以此为基础对压缩机进行了选型,对系统的其它制冷部件进行了设计。     

双路热动力试验台集散控制系统设计与实现

自行设计了基于串行总线结构的双路热动力试验台集散控制系统 ,采用RS -4 2 2协议进行管理站与现场控制台的分布式智能仪表的远距离通讯和控制。管理站还设计了一套独立的高精度的数据采集系统 ,它由IEEE -4 88接口与管理站计算机通讯 ,管理站计算机以此为标准修正智能仪表及协调现场控制台控制。实现了对温度、压力、流量等的集散控制。     

地下储气库压缩空气温度时空分布与温控方法

为准确认识压气储能电站地下储气库在初次运行条件下的压缩空气动态热力学特性,建立了考虑压缩空气与围岩间共轭传热以及非等温流动的储气库热力学数值分析模型,并对其合理性进行了验证。通过对比分析等容积条件下不同洞室形状的储气库压缩空气热力学特性变化过程以及温度空间分布规律,提出了两种压缩空气的温控工艺并对其效果进行了分析。研究结果表明,不同洞室形状的储气库在相同工作压力下的压缩空气平均温度值差异较大;洞室形状对储气库压缩空气温度空间分布规律影响显著,其中隧道式储气库出现了局部高温现象;延长初次充气时间对隧道式储气库的温控效果较差,而合理布置进出气口位置对隧道式储气库的温控效果良好。     

基于温度修正模型的柴油凝点快速检测方法

便携式近红外光谱仪现场快速检测是近红外光谱分析领域的一个重要的发展趋势。为了实现快速检测,便携式近红外光谱仪一般不配备温控装置,因此环境温度的变化会带来较大的测量误差。如何降低环境温度对检测结果带来的误差,是便携式近红外光谱仪在现场快速检测领域大规模推广所需要解决的一个重要问题。柴油的凝点值是评价柴油品质和适用范围的一个重要指标,对柴油凝点进行快速检测有重要的经济意义。通过便携式光谱仪采集了50种具有不同凝点的柴油样品在近红外波段（950～1 650 nm）的吸收光谱,研究了环境温度变化下的基于近红外光谱分析的柴油凝点快速检测方法。此光谱仪为基于数字微镜设计的便携式光谱仪,针对现场快检而研发,未配备温控样品池。在环境温度T₀=25 ℃时基于偏最小二乘法建立了柴油凝点的预测模型,并分别将不同环境温度（T_E=-10,0,10,20,30,40和50 ℃）条件下测量的近红外光谱带入上述凝点预测模型,分析预测偏差随环境温度相对参考值变化(T_E-T₀)的依赖关系。通过一次函数对预测误差随环境温度的变化关系进行拟合,发现凝点预测偏差的平均值随环境温度的变化关系为Δｃ＝-0.019 8(T_E-T₀)。将环境温度的修正因子带入25 ℃条件下预测模型,建立了针对环境温度变化的温度修正模型。在温度修正以后,10 ℃条件下预测凝点的均方根误差由原来的14.6降为8.8,相关系数由原来的0.4提升为0.7。研究表明,本温度修正模型可以有效降低环境温度对预测结果带来的误差。基于此温度修正模型,可以显著降低近红外光谱分析建模过程的工作量,在某一特定温度条件下建立预测模型后将此温度修正项带入模型即可用于在其他环境温度条件下进行柴油凝点值的预测,而不需要在其他多个温度条件下分别建立预测模型,可显著提高建模效率和便携式近红外光谱快速检测的温度适应性。     

温度对星载空间外差干涉型光谱仪性能的影响

为研究温度对星载空间外差干涉型光谱仪性能的影响,分析了温度变化对光谱仪中准直镜头、成像镜头以及干涉仪组件各光学系统组成部分性能参数的变化关系,建立了温度对光谱仪谱线漂移影响的模型,通过软件仿真和热光学实验对理论模型进行了验证。结果表明,良好的镜头光学设计方案可有效避免星载环境下温度对镜头组件光学性能的影响,干涉仪组件温度变化会使系统基频变化直接导致光谱谱线的漂移,同时温差过大会对光谱仪光谱分辨率产生影响,使光谱谱线发生变形。针对星载空间外差干涉型光谱仪中干涉仪组件的温控条件,应依据基频、结合光谱分辨率和带宽等性能指标提出严格的温控范围。     

兰州重离子加速器冷却存储环控制系统

为了完成建设兰州重离子加速器冷却存储环,自主研发设计了其大型分布式控制系统。控制系统从功能上分为三层：业务管理层、前端控制层以及设备控制层。业务管理层主要包含控制管理程序、中心数据库以及同步时间系统;前端控制层主要包含前端服务器、前端控制器以及各其他控制器等;设备控制层主要为微控制单元 (MCU)多功能控制器以及被控设备等。其中中央数据库存储整个加速器的所有控制数据,为变能时控制系统的控制数据切换提供数据支持。从长期运行情况来看,控制系统需要进行相应的改进,但是能基本满足现行的实验需求。     

面向红外气体检测的半导体器件温控系统及应用

研制了一种针对半导体器件的温度控制系统,不仅可用于对内置热电制冷器的半导体器件的温度控制,同时实现了在宽环境温度范围内对无热电制冷器及热敏电阻的半导体器件的温度控制.系统硬件主要由两部分组成,第一部分包括主控制器模块、温度采集模块和热电制冷器电流控制模块,实现对内置热电制冷器的半导体器件的温度控制;第二部分包括辅控制器模块、温度采集模块、金属氧化物场效应管开关电路模块及附加四级热电制冷器,实现对无热电制冷器的半导体器件的温度控制.软件部分,主辅控制器分别实时采集半导体器件的工作温度,采用积分限幅式数字比例-积分-微分算法,调整热电制冷器驱动器的电流实现恒定的温度控制.利用本文研制的温度控制系统对内置热电制冷器的半导体激光器的温度控制准确度为±0.01℃,温度稳定性为0.004 8℃;在无热电制冷器的半导体光源的温度控制实验中,-18℃、室温、40℃环境下的温控准确度分别为±0.05℃、±0.01℃、±0.02℃.利用研制的温控系统连续5h测试了1.563μm激光器的输出光谱,峰值输出波长稳定;采用1.653μm激光器,分别利用研制的温控系统和商用系统开展了甲烷气体检测实验,与商用控制器相比,本文研制的温控仪获得的系统检测下限更低.该系统具有体积小、成本低、便于集成、工作稳定可靠的优点,在气体检测中有良好的应用前景.     

支持多种温度传感器的多通道低温测量系统的设计

中性束注入(Neutral Beam Injector, NBI)系统的低温泵上必须设置一组温度测量点以监控其工作状态。为满足NBI温度测量需求,设计了一种支持多种温度传感器的多通道低温测量系统。系统采用24位Σ-Δ模数转换(Analog-to-Digital Converter, ADC)芯片AD7193执行模数转换,采用控制器STM32F103ZET6控制设定恒流源、切换测量通道、ADC、以太网通信、串口通信、温度数据处理以及其他控制电路。该温度测量电路的设计可以用于由恒流源驱动的四线制低温温度测量领域。     

数字式半导体制冷系统研究

研究了数字式半导体制冷系统。结合机理法与实验法对半导体制冷系统各组件进行建模;通过单回路控制策略,将电气执行组件和温度场进行整合统一控制,根据频域法设计了数字控制系统,开发了基于JAVA的Android客户端软件,实现了无线温度设定与监测。实验表明,制冷系统降温迅速、温控精确,电气控制系统参数能迅速收敛,达到了较好的控制效果。     

一种大功率LED散热系统模糊控制器设计

基于当前的COB封装LED芯片,分析了芯片的热阻模型,推导出发光结在理想温度下工作时的基板温度。针对大功率LED存在的散热问题,基于课题组双进双出射流冲击水冷散热系统,设计了一种模糊控制器,选取温度变化和温度变化率为控制输入量,并对各控制输入量的范围设定进行了说明。根据设计的控制器进行程序编写,下载到控制芯片中进行实际验证,在20℃环境温度下,芯片基板温度最终维持在35.5~36.5℃之间,保证了灯具正常、稳定工作,为大功率LED散热系统提供了一种控制器设计方案,具有一定的实际意义。     

基于LPC2132的多通道温度控制器设计

针对众多工业设备需要同步控制数量较多加热设备的需求,给出了一种基于ARM处理器的多通道温度控制器设计方案。各通道温度传感器信号经由模拟选择开关分时选用后送至仪表运放AD620放大,再由AD芯片AD7705转换成数字信号后传送给ARM处理器LPC2132进行处理转换成实际温度。结合期望的目标温度,利用积分分离PID算法计算输出控制量并以PWM方式驱动固态继电器调节加热器件在控制周期内通电时间的占空比。实验结果表明温度控制器的测温一致性和温控性能均能得到有效提升。     

光纤陀螺温控技术的研究

温度变化将严重地影响干涉型光纤陀螺仪(IFOG)系统的零位漂移.本文在初步研究温控技术的基础上,给出一种实用的温控电路,以用于在测试温度变化所引起的零位漂移中进行温度调节与控制.通过在此电路下实测的两者变化关系曲线采取补偿措施,以减小光纤陀螺的零位漂移.     

电机温度时滞耦合系统自抗扰控制仿真研究

电机温度过高会造成绝缘性能老化,电机安全性能下降。电机控制系统是典型的非线性系统,电机温度也因此具有时滞性和耦合性的特点,难以建立准确的数学模型。传统的方法对电机温度的控制精度较差,从而导致电机温度失控。为此,提出基于BP神经网络自抗扰控制算法的电机时滞耦合关系下温度控制方法。将BP神经网络与PID控制方法相结合建立电机温度网络自抗扰控制器模型,利用梯度下降法修正电机温度控制器模型的权值系数,从而实现了BP神经网络自抗扰控制器参数的实时调整。实验结果表明,利用BP神经网络自抗扰算法进行电机时滞耦合关系下温度调整,能够有效提高控制的精确度,缩短了控制过程中的时间延时。     

二维多相反应流的欧拉数值方法

本文研究二维多相反应流的数值模拟方法.对于非完全流体,考虑两种状态方程：刚性气体状态方程和JWL（Jones-Wilkins-Lee）型的状态方程.针对这些非完全流体,研究一种混合单元物理量重构法,它由单元内的已知物理量出发,应用单元内不同相的物理量之间的关系：混合密度与各自密度之间的关系、及混合内能与各物质内能之间的关系,再由温度与压强平衡条件,建立关于单变量的非线性方程,对所得方程通过"移动跟踪法"求解,得到单元内的压力、温度及声速等.再利用HLLC解法器,求解各个单元边界数值通量,从而构造一种高效的数值方法.数值结果表明：该算法能清晰地捕捉爆轰波的结构特征,胞格排列有序,三波点的特征明显.