本文關(guān)鍵詞： 微通道 熱模型 散熱系統(tǒng) 控制系統(tǒng)　出處：《華中科技大學(xué)》2015年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：微通道散熱技術(shù)由于散熱效率高、結(jié)構(gòu)緊湊而被廣泛應(yīng)用于電子器件散熱中。隨著電子器件對(duì)散熱的要求越來越高,微通道散熱系統(tǒng)不僅需要擁有高的散熱能力,更需要根據(jù)器件的散熱需求快速做出調(diào)整,避免器件溫度出現(xiàn)過大波動(dòng)。因此,探索一種可進(jìn)行快速、智能調(diào)節(jié)的微通道散熱系統(tǒng)非常有意義。本文建立了一種基于雙通道直平行微通道的熱模型,基于該模型設(shè)計(jì)了一套微通道散熱控制系統(tǒng),并對(duì)系統(tǒng)的散熱控制性能進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)測(cè)試和評(píng)估。對(duì)一種雙通道直平行微通道結(jié)構(gòu)進(jìn)行了詳細(xì)的分析,根據(jù)結(jié)構(gòu)特點(diǎn),將其分割成三個(gè)部分。分別分析了各部分傳熱邊界條件及內(nèi)部傳熱過程,建立了各部分的熱阻解析計(jì)算式,最后通過建立總熱阻模型,得到了熱源平均溫度的表達(dá)式。根據(jù)所建立的熱模型,逐一分析影響微通道總熱阻的因素,采取曲線擬合的方式得到了簡(jiǎn)化的總熱阻表達(dá)式。在此基礎(chǔ)上,制定了具體的實(shí)現(xiàn)方案,并實(shí)現(xiàn)了散熱控制系統(tǒng)的控制算法。同時(shí)通過實(shí)驗(yàn)的方法確定了執(zhí)行器微型泵的控制電壓與流量的對(duì)應(yīng)關(guān)系,完成整個(gè)散熱控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。對(duì)所設(shè)計(jì)的散熱系統(tǒng)進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)測(cè)試及分析,通過實(shí)驗(yàn)測(cè)試了系統(tǒng)對(duì)典型階躍信號(hào)的響應(yīng)曲線,并計(jì)算了響應(yīng)時(shí)間、調(diào)節(jié)時(shí)間以及穩(wěn)態(tài)誤差等性能指標(biāo)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示所設(shè)計(jì)的散熱控制系統(tǒng)能夠控制熱源溫度達(dá)到預(yù)定范圍,表明所設(shè)計(jì)的系統(tǒng)是合理的。同時(shí)以傳統(tǒng)PID控制為對(duì)比研究對(duì)象,進(jìn)行對(duì)比實(shí)驗(yàn)。結(jié)果顯示,基于熱模型控制的優(yōu)勢(shì)在于其調(diào)節(jié)時(shí)間短,控制過程平穩(wěn),超調(diào)量小。對(duì)于典型階躍輸入信號(hào),基于熱模型控制的調(diào)節(jié)時(shí)間最短僅為PID控制的76.28%;其最大超調(diào)量為2.31%,與PID控制最小超調(diào)量8.91%對(duì)比明顯。對(duì)比顯示基于熱模型的控制整體性能較優(yōu)。
[Abstract]:Microchannel heat dissipation technology is widely used in electronic devices due to its high efficiency and compact structure. It is also necessary to adjust rapidly according to the heat dissipation requirements of the device to avoid excessive fluctuations in the device temperature. The intelligent microchannel heat dissipation system is of great significance. In this paper, a heat model based on two-channel parallel microchannel is established, and a set of micro-channel heat dissipation control system is designed based on the model. The heat dissipation control performance of the system is tested and evaluated experimentally. A two-channel parallel microchannel structure is analyzed in detail. It is divided into three parts. The heat transfer boundary conditions and internal heat transfer processes of each part are analyzed, and the analytical formula of thermal resistance of each part is established. Finally, the total thermal resistance model is established. The expression of mean heat source temperature is obtained. According to the established thermal model, the factors affecting the total thermal resistance of microchannel are analyzed one by one, and the simplified expression of total thermal resistance is obtained by means of curve fitting. The control algorithm of the heat dissipation control system is realized, and the corresponding relationship between the control voltage and the flow rate of the actuator micro-pump is determined by the method of experiment. The design of the whole heat dissipation control system is completed. The system is tested and analyzed experimentally, the response curve of the system to the typical step signal is tested experimentally, and the response time is calculated. The experimental results show that the designed heat dissipation control system can control the temperature of the heat source to a predetermined range, which indicates that the designed system is reasonable. At the same time, the traditional PID control is taken as the comparative study object. The results show that the advantages of thermal model based control are its short adjusting time, stable control process and small overshoot. The minimum adjustment time based on thermal model control is only 76.28% of PID control, and the maximum overshoot is 2.31, which is obviously compared with that of PID control 8.91%. The comparison shows that the overall performance of thermal model based control is better than that of PID control.
【學(xué)位授予單位】：華中科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TP273;TN607

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本文編號(hào)：1495507