基于復(fù)合材料的主動(dòng)熱流控制器的研究.pdf

1、本文結(jié)合國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(5047102)“半主動(dòng)廣義熱阻控制技術(shù)研究”和浙江省自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(M503213)“具有大進(jìn)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(dòng)控制熱流方式。在完成控制系統(tǒng)軟、硬件設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，建立了基于金屬變形體熱變形的納米級(jí)進(jìn)給部件的虛擬樣機(jī)，開展對(duì)主動(dòng)熱流控制器的不同材料的導(dǎo)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(yàn)條件對(duì)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(dòng)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(xué)模型及傳遞函數(shù)，對(duì)熱流控制器在不同的輸入、不同的空氣環(huán)境下的特性進(jìn)行了分析，并針對(duì)在對(duì)流系數(shù)改變條件下進(jìn)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(guó)內(nèi)外熱流控制的研究現(xiàn)狀及國(guó)外工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家該技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)，提出了本論文的研究?jī)?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(jiǎn)化熱傳導(dǎo)偏微分方程，通過理論推導(dǎo)建立了基于復(fù)合材料的主動(dòng)熱流控制器的虛擬樣機(jī)，獲得熱流控制器的數(shù)學(xué)模型，并對(duì)影響熱流變化的各個(gè)參數(shù)進(jìn)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(shí)現(xiàn)方案。包括ARM控制器的設(shè)計(jì)，上位機(jī)液晶顯示、鍵盤輸入，半導(dǎo)體制冷器應(yīng)用，并重點(diǎn)介紹了精密溫度測(cè)量以及CAN通信的應(yīng)用，最后講述了信號(hào)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(shí)驗(yàn)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(jìn)型熱流控制器的特點(diǎn)，分析了熱流放大倍數(shù)與不同結(jié)構(gòu)、不同材料、不同實(shí)驗(yàn)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(jìn)型結(jié)構(gòu)的主動(dòng)熱流控制器的最終方案。 第五章，考慮到溫度場(chǎng)具有非線性、時(shí)滯及模型參數(shù)變化的特點(diǎn)，為了建立比較精確的數(shù)學(xué)模型，針對(duì)多階指數(shù)型函數(shù)提出逐級(jí)遞推的擬合方法。并通過運(yùn)用此方法分別確定了普通結(jié)構(gòu)和改進(jìn)型結(jié)構(gòu)熱流控制器的數(shù)學(xué)模型，對(duì)兩