温控系统区域间温度场耦合补偿方法研究.pdfVIP

传感器与微系统(TransducerandMicrosystemTechnologies) 2013年 第32卷 第9期 温控系统区域间温度场耦合补偿方法研究 陈 波，魏 彬 ，叶凌云 (浙江大学 生物医学工程与仪器科学学院，浙江 杭州 310027) 摘 要：基于半导体制冷器的常规恒温控制系统中，每块半导体制冷器仅基于所控制区域温度信号对该 区域进行调整，区域间的温度场耦合作用将导致控制稳定性变差。针对这个问题，提出一种区域间温度场 耦合补偿的解决方案。将被控电路系统分割成多个控制区域，针对系统结构建立区域间的温度场耦合量 化模型，量化耦合作用，补偿当前区域控制算法。仿真结果表明：该方法可以有效抑制区域间温度场耦合 影响，提高被控系统的温度稳定性。 关键词：温度场耦合补偿；温度控制 ；PID控制 中图分类号：TP273 文献标识码：A 文章编号：1000-9787(2013)09--0072-03 Studyon interregionaltemperaturefieldcoupling compensationmethodoftemperaturecontrolsystem CHEN Bo，WEIBin，YE Ling—yun (SchoolofBiomedicalEngineering InstrumentScience，ZhejiangUniversity，Hangzhou310027，China) Abstract：InconventionalconstanttemperaturecontrolsystembasedonTEC，everyTECadjustcontrolledregion onlybasedontheregiontemperaturesignal，interregionaltemperaturefieldcouplingwillleadtostabilityvariation ofthecontrolsystem．Aimingatthisproblem ，asolutionofinterregionaltemperaturefieldcouplingcompensationis proposed．Dividethecontrolledcircuitsystem intoseveralcontrolregions，andestablish modelofinterregional temperaturefieldcouplingaccordingtosystem structure，quantifycouplingeffect，thencompensatecurrentregion controlalgorithm．Simulation results show thatthismethod can effectively suppressinfluenceofinterregional temperaturefieldcoupling，andincreasetemperaturestabilityofthecontrolledsystem． Keywords：temperaturefieldcouplingcompensation；temperaturecontrol；PID control 0 引 言 cooler，TEC)作为温度调节器 的温控系统，将被控电路分 精密仪器或其他高精度系统为了减小温度漂移 ，要求 割成多个区域，根据区域间的耦合关系，将区域分成几种类 电路温度场稳定均匀，通常采用填充导热介质并作恒温控 型，并建立各 自的温度场耦合量化模型。对各区域进行控 制的方式来实现。电路内部不同区域的发热不同，需要分 制时，首先量化相邻区域对当前区域的温度场耦合，将它作 成多个区域监测温度，并对各区域进行 比例一积分一微分