在激光工業(yè)或者科學(xué)研究中,為了使激光器、光電探測器或者一些大功率半導(dǎo)體器件在恒溫條件下長時間運行,避免其過熱發(fā)生損壞,這就要求必須通過某種方式將其溫度控制在一個合適的范圍內(nèi)。隨著半導(dǎo)體技術(shù)的飛速發(fā)展,出現(xiàn)了熱電半導(dǎo)體制冷裝置,即半導(dǎo)體制冷片(TEC),半導(dǎo)體制冷片控溫效率較高,熱慣性小,方便控制,其輸入電流的流向能決定其制冷或者加熱,工作時沒有噪聲,并且不需要制冷劑。TEC的這種特性使得它非常適合給需要恒定在某一個溫度范圍內(nèi)工作的器件做恒溫控制。本文在分析國內(nèi)外市場上的相關(guān)的半導(dǎo)體制冷器驅(qū)動裝置的基礎(chǔ)上,對現(xiàn)有電路系統(tǒng)的性能和控制算法進行拓展升級,使其更加靈活和可靠。硬件部分采用德州儀器C2000系列數(shù)字信號控制器產(chǎn)生多路高精度PWM信號控制兩路雙相交錯并聯(lián)同步整流降壓電路驅(qū)動半導(dǎo)體制冷器加熱或制冷。在軟件上,使用抗飽和積分與積分分離的PID算法控制策略,在對目標(biāo)器件進行恒溫控制時能保證溫度控制沒有過沖或者振蕩。在實際工作過程中,驅(qū)動器為了獲取被控溫器件的溫度,需要被控器件與溫度傳感器緊密耦合,但是由于強電磁干擾、機械安裝或者器件質(zhì)量問題,傳感器存在開路的風(fēng)險。如果開路,將導(dǎo)致被控溫器...

【文章頁數(shù)】：95 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 選題背景及研究的目的和意義
        1.1.1 半導(dǎo)體制冷片
        1.1.2 半導(dǎo)體制冷片驅(qū)動器
        1.1.3 研究的目的和意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
    1.3 本課題主要研究內(nèi)容
第2章 系統(tǒng)總體設(shè)計與仿真
    2.1 系統(tǒng)總體框圖
    2.2 閉環(huán)算法與主功率拓撲仿真分析
        2.2.1 抗積分飽和與積分分離PID
        2.2.2 雙相交錯同步整流降壓拓撲
    2.3 徑向基神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對比仿真
        2.3.1 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)基本原理簡介
        2.3.2 徑向基神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)基本原理簡介
        2.3.3 廣義化徑向基神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)簡介
        2.3.4 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與徑向基神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的性能對比
    2.4 本章小結(jié)
第3章 硬件電路設(shè)計
    3.1 主板硬件系統(tǒng)設(shè)計
        3.1.1 主板硬件原理圖設(shè)計
        3.1.2 主板硬件PCB設(shè)計
    3.2 數(shù)控板硬件系統(tǒng)設(shè)計
        3.2.1 數(shù)控板硬件原理圖設(shè)計
        3.2.2 數(shù)控板硬件PCB設(shè)計
    3.3 高精度電壓電流采集系統(tǒng)設(shè)計
        3.3.1 高精度電壓電流采集系統(tǒng)原理圖設(shè)計
        3.3.2 高精度電壓電流采集系統(tǒng)PCB設(shè)計
    3.4 溫度采集系統(tǒng)設(shè)計
        3.4.1 溫度采集系統(tǒng)原理圖設(shè)計
        3.4.2 溫度采集系統(tǒng)PCB設(shè)計
    3.5 本章小結(jié)
第4章 數(shù)控雙相交錯并聯(lián)同步整流降壓變換器實現(xiàn)
    4.1 電壓模式控制與數(shù)控軟件實現(xiàn)
        4.1.1 電壓模式控制模型
        4.1.2 電壓模式控制的數(shù)字PID實現(xiàn)
    4.2 數(shù)控均流方法與軟件實現(xiàn)
        4.2.1 相間主從強迫均流法
        4.2.2 相間主從強迫均流法軟件實現(xiàn)
        4.2.3 相間主從強迫均流測試
    4.3 數(shù)控恒溫實現(xiàn)
    4.4 本章小結(jié)
第5章 基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的傳感器校正擬合以及預(yù)測實現(xiàn)
    5.1 MLX90614紅外非接觸測量與PT100接觸測量數(shù)據(jù)對比
        5.1.1 MLX90614測溫數(shù)據(jù)分析
        5.1.2 PT100測溫數(shù)據(jù)分析
    5.2 使用RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進行非接觸測溫校正仿真分析
    5.3 基于RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的溫度預(yù)測實現(xiàn)
    5.4 本章小結(jié)
第6章 系統(tǒng)綜合指標(biāo)實現(xiàn)與測試
    6.1 整機硬件系統(tǒng)
    6.2 主功率拓撲性能測試
    6.3 PT100傳感器控溫性能測試
    6.4 非接觸反饋與無反饋控溫性能測試
        6.4.1 基于MATLAB GUI的控溫上位機軟件
        6.4.2 使用MLX90614校正數(shù)據(jù)恒溫測試
        6.4.3 使用RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測數(shù)據(jù)無反饋恒溫測試
    6.5 本章小結(jié)
第7章 總結(jié)與展望
    7.1 總結(jié)
    7.2 展望
參考文獻
附錄 A 相關(guān)程序代碼
攻讀碩士學(xué)位期間取得的成果
致謝



本文編號：3754076