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水下舱室温控系统一维-三维协同仿真研究

舰船科学技术 2023年第1期45卷 175-179页

作者：周鑫涛赵远辉吴宪徐蒙深海技术科学太湖实验室江苏无锡214082 中国船舶科学研究中心深海载人装备国家重点实验室江苏无锡214082

一维工程系统仿真能够有效反映系统动态特性,三维CFD数值模拟能够反映舱室流动细节。本文采用一维系统仿真和三维CFD数值模拟相结合的协同仿真方法,对水下舱室温控系统进行仿真研究。研究表明:一维-三维协同仿真不仅能够反应舱室温湿度... 详细信息

一维工程系统仿真能够有效反映系统动态特性,三维CFD数值模拟能够反映舱室流动细节。本文采用一维系统仿真和三维CFD数值模拟相结合的协同仿真方法,对水下舱室温控系统进行仿真研究。研究表明:一维-三维协同仿真不仅能够反应舱室温湿度分布不均匀等三维效应,而且能够反映系统动态特征,具有一定优势;相较传统的基于温度控制的系统,基于舒适性指标控制有利于提高人员热舒适性;基于舒适性及多传感器控制的仿真结果不仅能提高舱室温度均匀性,而且能提高人员舒适性。

关键词：协同仿真数值模拟工程系统仿真温控系统舒适性

基于TEC的空间站末端回路温控系统建模及其热力学性能分析

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航空动力学报 2019年第7期34卷 1483-1492页

作者：王俊强高利军李运泽邢台职业技术学院航空航天技术研究所河北邢台054035 北京航空航天大学航空科学与工程学院北京100191

针对空间站中间回路温度波动过大,高温时导致科学载荷工作温度超出允许范围的问题,设计了一种基于热电制冷器(TEC)的末端单向流体回路温控系统。该系统包含一个TEC温控模块,当中间回路温度过高,末端回路冷却功率不足时,该模块可提供额... 详细信息

针对空间站中间回路温度波动过大,高温时导致科学载荷工作温度超出允许范围的问题,设计了一种基于热电制冷器(TEC)的末端单向流体回路温控系统。该系统包含一个TEC温控模块,当中间回路温度过高,末端回路冷却功率不足时,该模块可提供额外的制冷量,降低流入冷板的工质温度,形成针对科学载荷的相对低温区域,恢复回路的冷却能力。分别建立了温控系统数学模型与数值仿真模型,并完成了热负载扰动、中间回路温度扰动、末端回路流量扰动和并联支路热扰动等4种扰动对系统热力学特性影响的仿真分析,验证了TEC模块的温控性能。结果表明:在科学载荷发热功率增加30%、中间回路的温度升高5K、末端回路流量减小至0.001 5kg/s等多种工况下,所设计的温控系统能够将载荷温度控制在1K以内,实现科学载荷精确温控。

关键词：空间站科学载荷温控系统末端回路热电制冷器

基于新冠病毒荧光检测的RT-qPCR温控系统

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电子测量技术 2022年第6期45卷 18-23页

作者：明焱冯汝鹏朴永杰民航机场规划设计研究总院有限公司西北分公司西安710000 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所长春130033

实时荧光定量聚合酶链式反应是新型冠状病毒COVID-19快速检测的重要手段,病毒样本经过一系列复杂的化学反应处理后通过RT-qPCR温控系统得到检测结果,RT-qPCR温控仪实际就是一台精准的测温、控温仪和光谱检测设备。采用ARM处理器+H桥驱动... 详细信息

实时荧光定量聚合酶链式反应是新型冠状病毒COVID-19快速检测的重要手段,病毒样本经过一系列复杂的化学反应处理后通过RT-qPCR温控系统得到检测结果,RT-qPCR温控仪实际就是一台精准的测温、控温仪和光谱检测设备。采用ARM处理器+H桥驱动器+帕尔贴的设计架构,通过归一化PID算法解决温度的快速升降问题,从而构建低成本、小型化的温控系统。该系统可以根据不同的温度设定和荧光剂选择适用其他病毒的核酸检测,整体控温指标可以达到升温速度不小于15℃/s、降温速度不小于8℃/s、温度精度0.1℃以内、升降温过冲小于4℃,稳定时间3 s。

关键词： RT-qPCR COVID-19 病毒样本 PID 温控系统核酸检测

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面向对象设计的农作物温控系统应用研究

农机化研究 2023年第1期45卷 224-228页

作者：徐世英唐山工业职业技术学院河北唐山063299

为进一步扩大我国农作物温控系统的高效利用,实现农作物产量与质量的提升,针对用于大棚农作物种植与监控的温控系统展开研究。在当前农作物参数因子监控原理的基础上,基于面向对象设计方法,搭建用于温度控制调节的设计模型,通过硬件布... 详细信息

为进一步扩大我国农作物温控系统的高效利用,实现农作物产量与质量的提升,针对用于大棚农作物种植与监控的温控系统展开研究。在当前农作物参数因子监控原理的基础上,基于面向对象设计方法,搭建用于温度控制调节的设计模型,通过硬件布局与软件设计形成结构完整的农作物温控系统。进行该理念下的应用试验,结果表明:面向对象设计下的农作物温控系统设计合理,经数据对比与长期运行后,温控系统的设计布局紧凑性与系统运行稳定率均可维持在90%以上,监控准确率相对提高了8.49%,有利于农作物温控系统实现效率优化。

关键词：面向对象温控系统监控准确率效率优化大棚

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液压元件高加速可靠性试验之温控系统设计

机床与液压 2022年第13期50卷 114-118页

作者：李焕军朱丽莎李鹤袁聪杜尊令肇庆学院机械与汽车工程学院广东肇庆526061

针对目前液压元件高加速可靠性试验系统中无论是快速温升、快速温降、恒温保持三者交替的温度载荷剖面加载,还是维持系统温度恒定的其他加速因子载荷剖面加载,温度始终是一个不易控制的难点,还有实现目标温度误差大、反应时间长的不足,... 详细信息

针对目前液压元件高加速可靠性试验系统中无论是快速温升、快速温降、恒温保持三者交替的温度载荷剖面加载,还是维持系统温度恒定的其他加速因子载荷剖面加载,温度始终是一个不易控制的难点,还有实现目标温度误差大、反应时间长的不足,基于能量守恒定理、热传递理论,设计一个含加热系统和冷却系统双联调节的高加速可靠性试验温控系统,该系统能快速准确实现高加速试验系统所需温度。通过计算,整个高加速试验系统的目标温度误差可控制在小于0.1℃内,达到目标温度的反应时间可控制在3 s内。

关键词：液压元件高加速可靠性试验温控系统

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基于BP神经网络PID的黑体温控系统

计算机应用与软件 2022年第11期39卷 73-77,159页

作者：王志刚韩愈王景辉天津理工大学天津市先进机电系统设计与智能控制重点实验室天津300384 天津理工大学机电工程国家级实验教学示范中心天津300384 中国计量科学研究院热工所北京100013

在辐射测温研究中黑体辐射源作为其中的重要组成部分,其温度控制过程伴随着温变性、非线性、时滞等特性。为了提高控温品质,设计一种基于BP神经网络PID的镓点面源黑体温控系统。对黑体辐射源进行建模,分别将BP神经网络PID算法和传统PID... 详细信息

在辐射测温研究中黑体辐射源作为其中的重要组成部分,其温度控制过程伴随着温变性、非线性、时滞等特性。为了提高控温品质,设计一种基于BP神经网络PID的镓点面源黑体温控系统。对黑体辐射源进行建模,分别将BP神经网络PID算法和传统PID算法通过MATLAB/Simulink软件进行比较分析。实验仿真可知BP神经网络PID算法具有精度高、振荡少等优势。通过LabVIEW软件编写BP神经网络PID算法控制程序;利用Compact RIO温度控制器控制并采集镓点面源黑体的温度。实验结果分析,与常规PID控制相比,基于BP神经网络PID算法的控制性能得到明显改善,能够提高黑体辐射源的控温品质。

关键词：神经网络 PID算法面源黑体温控系统

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DNA扩增仪中温控系统的设计

DNA扩增仪中温控系统的设计

作者：李晓长春理工大学

学位级别：硕士

2020年全球爆发新冠疫情,核酸检测由于其早期灵敏的特点,成为了全球新冠检测的金标准。核酸检测首先要进行DNA扩增。DNA扩增仪从第一代普通DNA扩增仪到实时荧光定量DNA扩增仪,再到数字式DNA扩增仪,其核心技术是温控系统的设计与开发,受... 详细信息

2020年全球爆发新冠疫情,核酸检测由于其早期灵敏的特点,成为了全球新冠检测的金标准。核酸检测首先要进行DNA扩增。DNA扩增仪从第一代普通DNA扩增仪到实时荧光定量DNA扩增仪,再到数字式DNA扩增仪,其核心技术是温控系统的设计与开发,受到了国内外政府与学者的关注。本人在前期的研究基础上,对温控系统进行优化创新。主要研究内容如下:建立DNA扩增仪温控系统的三维模型;采用温度场有限元分析法对系统关键部位进行分析,通过模拟优化96孔板样品块的结构提高了温度均匀性;建立散热器流固耦合温度场,判断散热器翅片方向对散热效果的影响;采用步进电机滑台与热盖结合的方式实现热盖自动化控制。通过设计优化系统的硬件电路,采用H桥控制串联型大功率半导体制冷片;利用MAX31865芯片精准检测PT100铂电阻;设计小功率双MOS管耦合开关电路控制电阻丝、风扇。通过热传导理论分析,建立热量在介质中传导的动态微分方程及传递函数;根据传递函数,通过Z-N法则,利用PIDtuner辅助计算,设计了一种高精度PID控制器;利用三层神经网络,建立双通道耦合反馈,设计出多输入多输出(MIMO)神经网络PID系统。通过调节PWM占空比实现对系统升降温的控制,利用SPI通讯、CAN通讯以及串口通信,实现系统的数据传输。实验结果表明,最大升温速率为6.02℃/s,最大降温速率为5.18℃/s,得到的温控精度为0.2℃,平均温差为0.2℃,与实验室已有的DNA扩增仪的实验结果进行电泳实验,核酸条带相近,满足行业设计标准,达到国家要求,为后续开发提供借鉴,进一步促进医疗仪器和生物检测仪器行业的国产化进程。

关键词： DNA扩增仪温控系统 MIMO 神经网络 PID算法

同方学位论文库评论

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同方学位论文库

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应用温控系统汽车发动机各工况最佳温度分析

机械设计与制造 2022年第4期374卷 226-229,233页

作者：沙印刘鹏厚江阴职业技术学院江苏江阴214400 青岛工学院机电工程学院山东青岛266300

发动机在适宜的温度下工作,才能充分发挥其效率且提高动力性和燃油经济性。对发动机温度控制单元ECU模块分析的基础上,对发动机输出模型尤其是各工况的燃油消耗进行分析,并对温度控制系统进行研究,建立温度控制系统模型;搭建发动机性能... 详细信息

发动机在适宜的温度下工作,才能充分发挥其效率且提高动力性和燃油经济性。对发动机温度控制单元ECU模块分析的基础上,对发动机输出模型尤其是各工况的燃油消耗进行分析,并对温度控制系统进行研究,建立温度控制系统模型;搭建发动机性能测控系统试验台,根据温度控制系统模型设置参数采集点,对怠速工况和部分负荷工况下,发动机的最佳工作温度进行测试;通过调整油门开度、发动机转速等,获取5个不同温度工况点的油耗、扭矩及排放参数等,最终对比确定不同目标工况的最佳工作温度点。分析结果可知:怠速工况,工作温度为92℃时,平均油耗量为最低值0.633kg/h,此时,温度对尾气平均排放量的影响不大;部分载荷工况下,目标性能工况不同,最佳温度点也不完全相同;发动机燃油经济性最佳的工作温度为93℃,而输出动力最佳的工作温度为91℃。选择不同的工作模式时,可将发动机的工作温度控制在相应的范围内,实现最佳燃油经济性或输出动力性。发动机最佳工作温度的分析内容和结果为此类设计提供参考。

关键词：汽车发动机温度温控系统工况控制模块

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气敏材料表征的悬臂梁微称重温控系统设计

仪表技术与传感器 2021年第12期 81-86页

作者：陆天海费超徐大诚于海涛苏州大学微纳传感技术研究中心江苏苏州215006 中国科学院上海微系统与信息技术研究所传感技术国家重点实验室上海200050

针对传统气敏材料表征实验中微悬臂梁称重装置存在温控系统体积大、能效比低及升降温速度慢等问题。文中设计了采用双层帕尔贴结构的微型温控腔体,拓宽了温度控制范围,减小了温控腔体体积。同时提出高精度自校准温度测量电路和模糊自适... 详细信息

针对传统气敏材料表征实验中微悬臂梁称重装置存在温控系统体积大、能效比低及升降温速度慢等问题。文中设计了采用双层帕尔贴结构的微型温控腔体,拓宽了温度控制范围,减小了温控腔体体积。同时提出高精度自校准温度测量电路和模糊自适应PID控制算法,提高了温度控制速度和精度。实验结果表明:该系统控温范围可达-40~180℃,温控稳定性为±0.05℃,最大升温速度为40℃/min,最大降温速度为-20℃/min,完全满足基于微悬臂梁的气敏材料吸脱附性能分析对温度变化的要求。

关键词：气敏材料微悬臂梁帕尔贴温控系统自校准电路模糊PID