半導體制冷系統(tǒng)的魯棒非線性控制研究.pdf

1、　　本文對基于半導體制冷的鋁板溫度系統(tǒng)進行了魯棒非線性控制研究。利用半導體組成的制冷元件-珀爾貼具有非線性特性,吸熱量和放熱量不僅與電流的一次方、二次方有關,還與珀爾貼元件兩面的溫度有關。并且基于珀爾貼的制冷系統(tǒng)的吸熱量和放熱量計算較復雜,受環(huán)境溫度影響很大,即該系統(tǒng)還是一個不確定性系統(tǒng)。因而由珀爾貼和鋁板構成的半導體制冷系統(tǒng)是一個典型的非線性不確定性系統(tǒng)。
　　對于非線性不確定性系統(tǒng),許多非線性控制方法被提出,如反饋線性化方法

2、、李雅普諾夫穩(wěn)定法等。但這些方法大多都要求系統(tǒng)狀態(tài)是可測的,它們被用來建立系統(tǒng)模型或通過反饋來設計控制器,并且所給出的魯棒穩(wěn)定條件復雜。這給非線性系統(tǒng)的魯棒控制設計和分析帶來了很大的困難。因此,本文提出基于算子理論的魯棒右互質分解方法來對半導體制冷系統(tǒng)的魯棒非線性控制進行分析和設計。
　　首先,介紹了非線性系統(tǒng)及算子理論的基礎知識。給出了算子的定義和基于算子的右互質分解,并分析了算子右互質分解的魯棒性。
　　接著,建立了

3、由珀爾貼和鋁板構成的半導體制冷系統(tǒng)的模型,在忽略熱輻射條件下實現(xiàn)了系統(tǒng)的魯棒控制。根據(jù)鋁板的熱量平衡特性,在熱力學基礎上,僅考慮傳導和對流兩種熱量傳遞方式對鋁板熱量平衡的影響,建立了制冷系統(tǒng)不帶熱輻射的數(shù)學模型。針對半導體制冷系統(tǒng)的非線性特性,本文用算子理論對其進行了分析,先對模型進行右分解,然后根據(jù)魯棒穩(wěn)定條件來設計右互質分解控制器,同時考慮跟蹤性能設計了跟蹤控制器。仿真結果表明了模型的正確性及方法的有效性。
　　然而,當被控