研究生开题报告基于分布式控制的精密温控系统研究

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1、基于分布式控制的精密温控系统研究姓名：XXX导师：XXX专业：XXXXXXXX2015年12月25日1.我想做的3.已经做的2.大家做的4.将要做的目录1.我想做的3.已经做的2.大家做的4.将要做的目录1.我想做的①论文选题的意义②研究目标③研究内容④可行性①论文的选题的意义温度在日常生活、工业生产和科学研究中都是一个极其普遍又非常重要的物理量，它直接影响着我们生活的品质、生产的安全、设备的性能、测量的精度和产品的质量。因此，对温度进行控制使其符合人们的期望显得尤为重要。日常生活工业生产科学研究①论文选题的意义目前常用的温控装置主流技术仍为SISO（单输入单输出）控制，系统通过单

2、点热源单向加热或制冷缓慢靠近预定的温度，系统调节时间长，可控性差，远远不能满足现代高精度测量对温控精度与速度的要求。①论文的选题的意义调节时间长可控性差稳定速度快控制精度高SISOMIMO一阶惯性环节一般在40min左右温度场均匀多点同时工作单点单向热源②研究目标温控范围温控精度调节时间20℃~40℃0.5℃5min空间内以多元的温度传感器、Peltier、MCU构成基于现代控制原理的MIMO闭环控制系统，运用分布式控制思想，将多个SISO温控通道解耦后有效结合起来，协同控制恒温箱内温度场快速均匀的变化，改进传统SISO温控系统调节时间长、稳定精度低的不足，实现温控速度与精度的结合

3、，研制出一款能够实现快速稳定的分布式精密温控系统原理样机。原理样机技术指标温度的采集采集控制区域的实时温度温度的控制温控系统的各种控制算法温控执行器加热或制冷的执行器件③研究内容温控系统③研究内容1)温控系统硬件部分的设计2)温控系统软件部分的设计3)恒温箱机械结构的设计4)温控系统的试验验证与精度分析温度采集硬件电路的设计温度传感器的标定下位机软件：分布式类模糊PID控制算法上位机软件：LabVIEW监控界面空间温度梯度场建模空间内peltier数量与分布方式的确定稳定时间与控制精度分析根据温度变化曲线与数据优化算法④可行性本课题所设计的基于分布式控制的精密温控系统目标明确，思路

4、清晰，所涉及的软硬件和控制技术都已经比较成熟，因此说本文所研究的内容切实可行。0213Peltier是电流换能型器件，可实现快速精确的温度控制，再加上温度检测和控制手段，很容易实现遥控、程控、计算机控制，便于组成自动控制系统。PID控制和模糊控制算法已经广泛运用于各种温度控制系统，并取得了不错的控制效果。虽然MIMO温度控制系统会带来各输出之间的相互干扰，但是如果运用分布式控制方法，充分考虑各通道的耦合作用，可大大降低半导体制冷器的相互影响而凸显分布式协同控制的优越性能。1.我想做的3.已经做的2.大家做的4.将要做的目录1.我想做的3.已经做的2.大家做的4.将要做的目录2.大家

5、做的①温度测量研究现状②温控算法研究现状③温控系统应用现状④部分参考文献①温度测量研究现状温度传感器1)热膨胀式温度传感器2)电阻式温度传感器3)热电偶测量精度1)薛清华，16通道VME总线温度测量板卡，精度0.005℃2)郑泽祥，四线制铂电阻Pt100高精度温度测量系统，精度0.03℃3)日本，石英温度频率转换器，最大分辨率0.0001℃4)美国Hart，级电阻温度测量仪1590，精度0.000125℃其他测温技术1)热辐射（红外）温度检测技术2)声学测温技术3)光纤温度检测技术4)激光温度检测技术5)微波测温技术②温控算法研究现状位式控制即开关控制，这种控制方式比较简单，但其精

6、度不高，不适合应用在对精度要求很高的场合。PID控制将差值作为PID制系统的输入，控制系统根据PID参数计算出输出控制量。模糊控制一种基于模糊逻辑的控制算法，对于不容易建立数学模型或是经常发生变化的对象，常采用这种控方法。神经网络控制一种新型的控制方式，它是通过模拟生物神经细胞以及其处理信息的方法，建立数学模型来实现控制。③温控系统应用现状学者应用效果袁梅基于半导体制冷器件的温度控制实验平台0~90℃的范围内，精度0.5℃D.Weidman半导体制冷空调应用于火车和飞机上华舟萍太阳能半导体制冷器在卡车驾驶室内取得了良好的应用效果赵培聪基于半导体制冷的冷却实验装置对CPU的降温效果明

7、显哈工大吴扬半导体温度控制仪温控精度达到±0.2℃清华大学虞璐伊分布式恒温控制系统精度可达±0.2℃④部分参考文献[1]袁梅，张利军，董韶鹏.基于半导体制冷器件的温度控制实验平台开发[J].实验技术与管理，2010,27(12)[2]金刚善.太阳能半导体制冷/制热系统的实验研究[D].北京：清华大学，2004[3]秦海涛，薛晨阳，秦丽等.半导体制冷温控系统的设计及误差分析[J].仪表技术与传感器，2007,(1)[4]吴扬.半导体温度控制仪的研制[D].哈尔滨：哈尔滨