基于復(fù)合材料的主動熱流控制器的研究.pdf

1、本文結(jié)合國家自然科學基金資助項目(5047102)“半主動廣義熱阻控制技術(shù)研究”和浙江省自然科學基金資助項目(M503213)“具有大進給力的納米系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究”，提出基于復(fù)合材料的主動控制熱流方式。在完成控制系統(tǒng)軟、硬件設(shè)計的基礎(chǔ)上，建立了基于金屬變形體熱變形的納米級進給部件的虛擬樣機，開展對主動熱流控制器的不同材料的導熱系數(shù)、熱容量、密度的研究，分析不同的結(jié)構(gòu)、不同試驗條件對熱流放大倍數(shù)的影響，最終確定了基于金屬基復(fù)合材料的主動熱

2、流控制器方案。并提出了確定模型參數(shù)的方法一分段指數(shù)擬合方法，獲得熱流控制器的數(shù)學模型及傳遞函數(shù)，對熱流控制器在不同的輸入、不同的空氣環(huán)境下的特性進行了分析，并針對在對流系數(shù)改變條件下進行了控制策略的研究以及仿真。具體包括： 第一章，闡述了金屬基復(fù)合材料的發(fā)展現(xiàn)狀及應(yīng)用前景，結(jié)合國內(nèi)外熱流控制的研究現(xiàn)狀及國外工業(yè)發(fā)達國家該技術(shù)的發(fā)展趨勢，提出了本論文的研究內(nèi)容和各章節(jié)的安排。 第二章，在分析熱流控制器理論基礎(chǔ)后，并

3、結(jié)合熱量傳遞的三種基本方式，簡化熱傳導偏微分方程，通過理論推導建立了基于復(fù)合材料的主動熱流控制器的虛擬樣機，獲得熱流控制器的數(shù)學模型，并對影響熱流變化的各個參數(shù)進行了仿真。 第三章，系統(tǒng)的介紹了以AT9155800A為核心的控制器的系統(tǒng)軟硬件實現(xiàn)方案。包括ARM控制器的設(shè)計，上位機液晶顯示、鍵盤輸入，半導體制冷器應(yīng)用，并重點介紹了精密溫度測量以及CAN通信的應(yīng)用，最后講述了信號完整性與EMC在控制器中的應(yīng)用。 第四

4、章，給出了大量的實驗數(shù)據(jù)和圖表，分析了普通型結(jié)構(gòu)熱流控制器和改進型熱流控制器的特點，分析了熱流放大倍數(shù)與不同結(jié)構(gòu)、不同材料、不同實驗條件是相關(guān)的，并論證了復(fù)合材料的優(yōu)越性，確定了基于復(fù)合材料的改進型結(jié)構(gòu)的主動熱流控制器的最終方案。 第五章，考慮到溫度場具有非線性、時滯及模型參數(shù)變化的特點，為了建立比較精確的數(shù)學模型，針對多階指數(shù)型函數(shù)提出逐級遞推的擬合方法。并通過運用此方法分別確定了普通結(jié)構(gòu)和改進型結(jié)構(gòu)熱流控制器的數(shù)學模型，對兩