小型半导体制冷系统的参数辨识.pdfVIP

维普资讯 第24卷第6期 仪 器 仪 表 学 报 2003年12月 小型半导体制冷系统的参数辨识 。 庞长林 王晓浩 周兆英 库 国显 (清华大学精密仪器与机械学系 北京 100084) 摘要 半导体制冷 系统在不 同的领域都有其广泛的应用，对半导体制冷系统进行合理有效的参数辨识是对该 系统进行有效 控制的一个关键 问题 。这里用热力学 的方法建立了简化的半导体制冷系统的模型，并通过搭接实验系统 ，用最小二乘法辨识 了系统的参数 ，取得了很好的效果 。 关键词 半导体制冷 热电制冷 系统辨识 Param eter Identificati0n of M icro Sem iconductor Cooling System Based on Sem iconductorCooler PangChanglin W angXiaohao Zhou Zhaoying KuGuoxian (DepartmentofPrecisionInstrumentsandMechanology，TsinghuaUniversity，Beijing 100084，China) Abstract Thermoelectriccoolingsystem haswideapplicationinvariousfields．Toidentifytheparametersofthis system properlyisakeyfactortocontrolthissystem efficiently．Inthispaper，asimplifiedthermoelectriccooling system modewasinitiatedwiththermaldynamics．Anexperimentsystem wassetup，theparameterswasidenti- fledbyleastsquaremethodandsatisfyingresultwasobtained． Keywords Semiconductorcooler Themoelectriccooling System identification 1 引 言 2 系统建模 半导体制冷是利用珀 尔帖效应D而 实现制冷 的， 即利用直流电流引起半导体材料 中的热量输运 ，制成 的一种简单方便的新型制冷器。半导体制冷具有以下 优点 ：结构简单 ；工作环境要求低；寿命长 ；体积小 ；启 动快 ，控制灵活；操作具有可逆性 。 在构建半导体制冷系统 的过程 中，要对该系统进 行有效的控制 ，如何获得系统的热力学参数是一个关 图 1 半导体制冷系统的热力学模型 键的问题 ，通过热力学公式计算系统的参数是一种通 首先 ，建立半导体制冷系统 的简化热力学模型 。图 用的方法 ，但往往会因为一些不确定因素的影响 ，使计 1所示是一个用隔热体包 围的热容 C，隔热体的等效 算结果与实际参数存在很大误差，直接导致系统控制 热阻为R。热容内的温度为 0，并假设是均匀的。热量 的失败 。利用系统辨识 的方法 ，通过实验估测系统的参 以速率 q。(t)增添到系统里面去。qi(t)和 0的标称值分 数是一种非常简单有效的方法，在实际应用中取得 了 别用 q一i和0表示 。隔热体外面的环境温度为常数 。l。 理想的效果 。 ·本文于 20