本文關鍵詞：半導體制冷裝置的魯棒非線性精確控制研究

  更多相關文章： 半導體制冷裝置 非線性系統(tǒng) 未知不確定性 右互質(zhì)分解 演算子觀測器 魯棒跟蹤控制

【摘要】：半導體制冷器件的工作原理是基于珀爾貼原理,與傳統(tǒng)的制冷技術相比有獨特的優(yōu)勢,已經(jīng)在信息、國防、工業(yè)、醫(yī)療和日常生活等領域獲得廣泛的應用。鋁板與珀爾帖組成的半導體制冷裝置是研究半導體制冷特性的一個極具代表性的實驗設備,該設備是一個典型的非線性對象,在響應過程中會受到如模型不確定性、外部擾動等未知的不確定因素的影響。在受未知不確定因素影響的情況下,如何保證鋁板與珀爾帖組成的半導體制冷裝置的魯棒穩(wěn)定,并實現(xiàn)其精確控制,仍然是一個極具挑戰(zhàn)性的研究課題。眾所周知,在設計魯棒穩(wěn)定跟蹤控制系統(tǒng)中,已經(jīng)提出了滑模、H￥、自適應等控制策略,相對于這些方法,基于輸入輸出空間的魯棒右互質(zhì)分解技術對含有未知不確定性的非線性系統(tǒng)設計及其輸入輸出穩(wěn)定跟蹤特性的分析具有便捷性�；谝陨显�,本文以具有未知不確定性的非線性鋁板與珀爾帖組成的半導體制冷裝置為研究對象,運用魯棒右互質(zhì)分解技術,提出了一種基于演算子理論的魯棒精確跟蹤控制方法,實現(xiàn)了對具體對象的精確跟蹤控制。研究內(nèi)容主要包括:第一,針對含有未知不確定因素的鋁板與珀爾帖構成的半導體制冷裝置,設計基于演算子的觀測器,補償未知不確定因素帶來的影響;第二,針對補償后的非線性等價對象,設計魯棒穩(wěn)定系統(tǒng),推導出穩(wěn)定條件;第三,在該裝置魯棒穩(wěn)定的前提下,研究其跟蹤性能,找出精確跟蹤條件,實現(xiàn)其精確跟蹤控制;最后,通過仿真和實驗驗證提出的設計方案的有效性。
【關鍵詞】：半導體制冷裝置 非線性系統(tǒng) 未知不確定性 右互質(zhì)分解 演算子觀測器 魯棒跟蹤控制
【學位授予單位】：中原工學院
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TP273;TB657
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 1 緒論8-16
• 1.1 半導體制冷裝置的魯棒非線性精確控制的研究背景及意義8-10
• 1.2 半導體制冷裝置的魯棒非線性精確控制的發(fā)展與研究現(xiàn)狀10-14
• 1.2.1 半導體制冷裝置的發(fā)展10-11
• 1.2.2 魯棒控制的發(fā)展及現(xiàn)狀11-12
• 1.2.3 非線性系統(tǒng)的魯棒控制的發(fā)展及現(xiàn)狀12-13
• 1.2.4 基于演算子理論的魯棒右互質(zhì)分解技術的發(fā)展及現(xiàn)狀13-14
• 1.3 課題研究主要內(nèi)容14-15
• 1.4 本章小結(jié)15-16
• 2 算子理論基礎16-25
• 2.1 非線性演算子理論16-20
• 2.1.1 非線性系統(tǒng)概述16-18
• 2.1.2 非線性演算子理論18-20
• 2.2 基于算子理論的右互質(zhì)分解技術20-22
• 2.3 基于算子理論的魯棒右互質(zhì)分解22-24
• 2.4 本章小結(jié)24-25
• 3 基于算子理論觀測器的魯棒精確跟蹤控制25-41
• 3.1 半導體制冷系統(tǒng)25-28
• 3.1.1 半導體制冷系統(tǒng)的構成25-26
• 3.1.2 珀爾貼元件制冷工作原理26-28
• 3.2 半導體制冷系統(tǒng)的模型建立28-30
• 3.3 基于算子理論的控制器設計30-32
• 3.4 魯棒精確跟蹤控制系統(tǒng)設計32-37
• 3.4.1 觀測器理論概述32-33
• 3.4.2 魯棒精確跟蹤控制系統(tǒng)設計33-37
• 3.5 仿真37-40
• 3.6 本章小結(jié)40-41
• 4 半導體制冷裝置精確跟蹤控制的實驗41-51
• 4.1 MODBUS通信協(xié)議41-43
• 4.2 半導體制冷裝置精確跟蹤控制系統(tǒng)平臺43-44
• 4.3 實驗設計44-47
• 4.3.1 下位機控制器設計44-46
• 4.3.2 上位機設計46-47
• 4.4 實驗結(jié)果47-50
• 4.5 本章小結(jié)50-51
• 5 總結(jié)與展望51-52
• 5.1 全文工作總結(jié)51
• 5.2 未來工作展望51-52
• 參考文獻52-56
• 附錄：碩士研究生學習階段發(fā)表論文56-57
• 致謝57

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本文編號：1123291