半導(dǎo)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(dǎo)體制冷的鋁板溫度系統(tǒng)進(jìn)行了魯棒非線性控制研究。利用半導(dǎo)體組成的制冷元件-珀?duì)栙N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(guān),還與珀?duì)栙N元件兩面的溫度有關(guān)。并且基于珀?duì)栙N的制冷系統(tǒng)的吸熱量和放熱量計(jì)算較復(fù)雜,受環(huán)境溫度影響很大,即該系統(tǒng)還是一個(gè)不確定性系統(tǒng)。因而由珀?duì)栙N和鋁板構(gòu)成的半導(dǎo)體制冷系統(tǒng)是一個(gè)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(shè)計(jì)控制器,并且所給出的魯棒穩(wěn)定條件復(fù)雜。這給非線性系統(tǒng)的魯棒控制設(shè)計(jì)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(zhì)分解方法來對半導(dǎo)體制冷系統(tǒng)的魯棒非線性控制進(jìn)行分析和設(shè)計(jì)。
　　首先,介紹了非線性系統(tǒng)及算子理論的基礎(chǔ)知識。給出了算子的定義和基于算子的右互質(zhì)分解,并分析了算子右互質(zhì)分解的魯棒性。
　　接著,建立了

3、由珀?duì)栙N和鋁板構(gòu)成的半導(dǎo)體制冷系統(tǒng)的模型,在忽略熱輻射條件下實(shí)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(xué)基礎(chǔ)上,僅考慮傳導(dǎo)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(xué)模型。針對半導(dǎo)體制冷系統(tǒng)的非線性特性,本文用算子理論對其進(jìn)行了分析,先對模型進(jìn)行右分解,然后根據(jù)魯棒穩(wěn)定條件來設(shè)計(jì)右互質(zhì)分解控制器,同時(shí)考慮跟蹤性能設(shè)計(jì)了跟蹤控制器。仿真結(jié)果表明了模型的正確性及方法的有效性。
　　然而,當(dāng)被控