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闭环水冷系统的设计方法与应用

闭环水冷系统的设计方法与应用

作者：罗娟哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

本课题是基于香港太平洋科技有限公司(ASM Pacific Technology Ltd.)的产品Plasma Cleaner,对其中的电极发热板进行温度控制,按其要求实现精确、均匀、高效的控温。近几年来,各种大规模集成电路、数码相机、移动电话、随身听等便携式数... 详细信息

本课题是基于香港太平洋科技有限公司(ASM Pacific Technology Ltd.)的产品Plasma Cleaner,对其中的电极发热板进行温度控制,按其要求实现精确、均匀、高效的控温。近几年来,各种大规模集成电路、数码相机、移动电话、随身听等便携式数码电子产品,不断朝高密度封装与多功能化方向发展,使得散热问题成为非常棘手的课题。电子组件若未作妥善的散热处理,不但无法发挥其性能,严重时甚至会造成机器内部的热量暴增,造成不良后果。水冷系统因其高效的性能,不受外界条件影响,适用于狭小的散热空间等优点而越来越成为散热市场的焦点。由于温度控制系统一般存在大惯性、纯滞后的特点,采用常规的pid算法控制,pid参数整定较难。若采用单独的模糊控制,系统又存在较大的静态误差。因此,本文选择了模糊pid控制算法,该算法结合了两种控制算法的优点,提高了控制系统的性能。本文以热传导学和热力学为理论基础,对散热系统进行分析和建模,并通过经典控制理论实现控制器的设计,比较了几种常用的控制方法,最终采用模糊pid控制算法,用以调节水冷系统的性能,最终达到精确的温度控制。本文的研究内容主要包括以下几个方面:(1)通过热传导理论,建立系统数学模型,设计传热模型。(2)应用仿真软件ANSYS进行模型仿真,优化模型参数。(3)使用Matlab进行仿真,根据系统特性,采用合适的控制算法。(4)通过硬件电路设计,软件调试,完成实际系统,验证仿真结果。本文通过仿真和测试得出的结论证明了实际温度控制模型与理论模型基本相符,采用水冷方法和模糊pid控制算法确实能够大为提高系统性能,这为带控制器的水冷系统更广泛的应用于工业生产中提供了一定的参考价值。

关键词：温度控制水冷 fuzzy-pid控制时延系统

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真空炉温度分布式控制系统

真空炉温度分布式控制系统

作者：何剑峰昆明理工大学

学位级别：硕士

计算机技术、控制技术和通信技术的发展,为实现高水平自动化提供了强有力的技术工具,给生产过程自动化的发展带来了深远的影响。工业控制系统已经从常规仪表和继电器逻辑控制系统发展到了PLC和分布式控制系统(DCS),在基础自动化级和过... 详细信息

计算机技术、控制技术和通信技术的发展,为实现高水平自动化提供了强有力的技术工具,给生产过程自动化的发展带来了深远的影响。工业控制系统已经从常规仪表和继电器逻辑控制系统发展到了PLC和分布式控制系统(DCS),在基础自动化级和过程控制管理级普遍采用工业计算机网络技术,工业自动化进入到计算机集成系统时代。本课题的主要内容是对真空炉温度分布式控制系统的开发流程和使用性能进行研究。具体包括控制系统的总体设计、软硬件选择和架构、系统优化、安装调试等内容。整个系统可以分为两个部分:上位机(PC)和下位机(PLC),另外还包括PROFIBUS-DP现场总线、热电偶、晶闸管调压器等设备。上位机与下位机之间通过PROFIBUS-DP进行通讯,把上位机编制的程序和控制指令下载到PLC中,同时把PLC中的数据传递给上位机显示、存储。上位机软件开发采用可视化编程工具VisualC++6.0,利用面向对象的软件开发思想设计,程序包含数据处理、参数显示、控制调整、安全报警等模块。下位机程序编制使用PLC自带软件包,程序主要完成数据采集、转换、传递任务以及实现各种工艺控制、连锁保护等控制回路功能。最后,总结了控制系统应用的效果并提出未来的技术发展方向。通过本课题的研究,希望可以降低真空炉金属冶炼实验和生产过程中对温度进行控制的劳动耗费,为真空炉实现全自动化系统集成奠定基础。

关键词： PLC fuzzy-pid控制分布式控制

基于模糊控制的闪蒸罐pid控制器设计与仿真

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化工自动化及仪表 2024年第1期51卷 48-55页

作者：张曼玉贺高红李新华高成沈阳工业大学化工过程自动化学院大连理工大学盘锦产业技术研究院

pid控制器依照经验进行整定的方式需要花费大量时间和精力,而工业被控对象大都存在随时间变化、非线性等特性,pid控制的效果并不理想。以闪蒸罐压力控制为研究对象设计fuzzy-pid控制器。仿真结果表明:在pid调节后有超调情况下,fuzzy-PI... 详细信息

pid控制器依照经验进行整定的方式需要花费大量时间和精力,而工业被控对象大都存在随时间变化、非线性等特性,pid控制的效果并不理想。以闪蒸罐压力控制为研究对象设计fuzzy-pid控制器。仿真结果表明:在pid调节后有超调情况下,fuzzy-pid控制器调节时间缩短约341.80 s,超调量减小约4.62%;在pid调节后无超调情况下,fuzzy-pid控制器调节时间缩短约395.60 s。抗干扰实验结果表明:在加入白噪声后,fuzzy-pid控制器与pid控制器控制效果差距不甚明显,都比较稳定,在同一时刻加入脉冲扰动后,fuzzy-pid控制器所需调节时间较pid控制器缩短约70.70 s,调节时间更短,更加稳定。说明相较于传统pid控制器,fuzzy-pid控制器调节时间更短、超调量更小、更加稳定。

关键词： fuzzy-pid控制压力闪蒸罐超调调节时间抗干扰解模糊化重心法

基于Hill肌肉模型的仿袋鼠腿悬架控制特性研究

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太原科技大学学报 2023年第5期44卷 403-409页

作者：宋勇刘世静李占龙孟杰张喜清太原科技大学车辆与交通工程学院太原030024

为进一步改善车辆悬架的控制性能,采用仿生设计思想,提出一种基于Hill肌肉模型的仿袋鼠腿悬架(下称仿生悬架)。设计了该悬架的fuzzy、fuzzy-pid控制器,并采用ADAMS和Simulink联合仿真对其控制特性开展研究。研究发现:①冲击路面下,相对... 详细信息

为进一步改善车辆悬架的控制性能,采用仿生设计思想,提出一种基于Hill肌肉模型的仿袋鼠腿悬架(下称仿生悬架)。设计了该悬架的fuzzy、fuzzy-pid控制器,并采用ADAMS和Simulink联合仿真对其控制特性开展研究。研究发现:①冲击路面下,相对于被动悬架,fuzzy控制和fuzzy-pid控制下的车身位移和车身加速度分别下降了54%、58%和92%、93%,悬架抗冲击性能明显改善。②随机路面下,随着路面等级和车速的增加,fuzzy控制和fuzzy-pid控制均可有效改善悬架的控制性能;相对于被动悬架,主动控制下的悬架表现出更加优异的缓冲隔振性能、路面适应性及稳定性;主动控制下的车身加速度传递率(8.8%~1%)呈下降趋势且数值较小,轮胎动位移(0.19~3.92)mm及其传递率(8.1%~10.5%)呈上升趋势,但数值及变化较小。③冲击路面和随机路面下,相较于fuzzy控制,fuzzy-pid控制下的悬架特性更优。上述结果表明,基于Hill肌肉模型的仿生悬架具有良好的控制特性,验证了该仿生思路和控制方法的正确性和有效性。

关键词：悬架 Hill肌肉模型 fuzzy控制 fuzzy-pid控制仿袋鼠腿

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火电厂螺旋布料机及智能控制系统开发

沈阳工程学院学报（自然科学版） 2020年第1期16卷 75-78,87页

作者：迟林芳高振国张安琪沈阳工程学院研究生部辽宁沈阳110136 沈阳工程学院电力学院辽宁沈阳110136

鉴于现有输煤系统中碎煤机效率较低的问题,研制了一种螺旋布料给料机,可将其安装于滚轴筛与碎煤机之间,使煤均匀的布满碎煤机转子的长度方向,提高碎煤机的效率。并针对螺旋布料给料机的运行与控制,开发一种智能控制系统。该系统采用激... 详细信息

鉴于现有输煤系统中碎煤机效率较低的问题,研制了一种螺旋布料给料机,可将其安装于滚轴筛与碎煤机之间,使煤均匀的布满碎煤机转子的长度方向,提高碎煤机的效率。并针对螺旋布料给料机的运行与控制,开发一种智能控制系统。该系统采用激光扫描仪作为信息采集原件,实时对滚轴筛上进入螺旋布料给料机的物料进行检测,检测采集的信息经过PLC进行参数自整定fuzzy-pid控制,实现根据滚轴筛上物料的多少来改变螺旋布料给料机的转速和达到节能的目的。

关键词：螺旋布料给料机激光扫描仪 PLC fuzzy-pid控制

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流体热物性测试用全自动高精度恒温槽的研制

热科学与技术 2004年第2期3卷 162-165页

作者：吴江涛刘志刚潘江赵小明西安交通大学动力工程及多相流国家重点实验室西安710049

为解决高精度流体热物性测试中的恒温环境问题 ,研制了一套高精度的恒温槽。恒温槽的温度控制系统采用准二维模糊控制器和 pid控制相结合的方法。同时 ,利用 C ++语言 ,在 Windows环境中实现了恒温槽温度控制和测量的全自动化。实验结... 详细信息

为解决高精度流体热物性测试中的恒温环境问题 ,研制了一套高精度的恒温槽。恒温槽的温度控制系统采用准二维模糊控制器和 pid控制相结合的方法。同时 ,利用 C ++语言 ,在 Windows环境中实现了恒温槽温度控制和测量的全自动化。实验结果表明 :恒温槽的可控温度为室温至 2 5 0℃ ,波动度优于± 3 m K/1 5min,达到国外同类产品的水平。

关键词： fuzzy-pid控制恒温槽热物性测试温度控制

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基于AVR的多路多段智能温度控制器设计

信息技术 2017年第6期41卷 74-77页

作者：李亚东管功湖陈中号郑嘉鹏毛俊黄璟辉台州学院数学与信息工程学院浙江临海317000

针对目前温度仪表控制功能的单一性,设计的多路多段智能温度控制器以AVR单片机ATmega128为控制核心,主要实现多路温度控制、单路多段温度控制及多路多段温度控制等功能。使用键盘和LCD液晶显示器组成人机交互系统,采取中文菜单方式设置... 详细信息

针对目前温度仪表控制功能的单一性,设计的多路多段智能温度控制器以AVR单片机ATmega128为控制核心,主要实现多路温度控制、单路多段温度控制及多路多段温度控制等功能。使用键盘和LCD液晶显示器组成人机交互系统,采取中文菜单方式设置多路多段温度和时间参数,采用fuzzy-pid控制策略,提高温度控制的准确性。实验结果表明,设计的控制器运行稳定,控制的温度和时间准确。

关键词： AVR单片机 fuzzy-pid控制温度控制 LCD液晶显示器

中密度纤维板热压中VDP影响因素的控制系统研究

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森林工程 2014年第2期30卷 34-37页

作者：赵艺斐曹军孙丽萍东北林业大学机电工程学院哈尔滨150040

中密度纤维板的剖面密度形成于热压过程,影响剖面密度的热压温度、热压压力、压机速度以及压板间距和板坯含水率,也是连续热压控制过程中的主要控制对象。本文通过不同的检测手段对其影响因素进行检测,建立以PLC为控制核心的MDF连续热... 详细信息

中密度纤维板的剖面密度形成于热压过程,影响剖面密度的热压温度、热压压力、压机速度以及压板间距和板坯含水率,也是连续热压控制过程中的主要控制对象。本文通过不同的检测手段对其影响因素进行检测,建立以PLC为控制核心的MDF连续热压控制系统。并对热压温度参数、热压压力参数进行模糊pid控制,从而有效地生产出符合要求的高质量中密度纤维板。

关键词：中密度纤维板剖面密度 PLC fuzzy-pid控制

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钢包精炼炉电极模糊控制系统

自动化应用 2020年第3期 1-2,7页

作者：田海姚震宇闫兆阳郭林威内蒙古科技大学信息工程学院内蒙古包头014010

在炼钢过程中,钢包精炼炉是主要冶炼设备。精炼炉中钢液的温度是通过电极升降进行控制,电极调节系统在炼钢过程中有着极其重要的作用。电极控制系统能够减少能量损耗和炼钢时间。pid控制器的控制精度和稳态性能无法满足精炼的需求,采用F... 详细信息

在炼钢过程中,钢包精炼炉是主要冶炼设备。精炼炉中钢液的温度是通过电极升降进行控制,电极调节系统在炼钢过程中有着极其重要的作用。电极控制系统能够减少能量损耗和炼钢时间。pid控制器的控制精度和稳态性能无法满足精炼的需求,采用fuzzy-pid控制器,填补了pid控制器的不足之处。在MATLAB软件中进行模糊pid控制的仿真,由仿真结果可知,模糊pid控制超调量小,调节时间短,能够更好地控制电极升降。为了更好地实现fuzzy-pid控制器的电极系统,设计了钢包精炼炉的控制结构网络图、控制系统的控制画面、PLC的硬件组态以及FC功能块。

关键词：钢包精炼炉电极调节 fuzzy-pid控制仿真