太陽能半導(dǎo)體空氣取水機(jī)工況的極值搜索與控制

【摘要】：水是生命之源，是人類及自然界賴以生存的最重要的物質(zhì)之一。近幾年來，淡水資源缺乏已經(jīng)成為大家關(guān)注的焦點(diǎn)，許多地區(qū)已經(jīng)爆發(fā)了嚴(yán)重的淡水資源危機(jī)。為了解決這一突出問題，一方面應(yīng)該提倡大家保護(hù)淡水水源、節(jié)約用水，另一方面應(yīng)該采用新技術(shù)增加淡水的來源?？蒲腥藛T進(jìn)行大量研究，探索出空氣取水技術(shù)這一新思路，為解決日益突出的淡水缺乏問題提供了更大的可能性。 半導(dǎo)體制冷技術(shù)以其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)在空氣取水方式中顯得極為重要，半導(dǎo)體制冷片就是此技術(shù)的成功應(yīng)用。本文結(jié)合光伏發(fā)電技術(shù)、半導(dǎo)體制冷技術(shù)和空氣取水技術(shù)，成功的將半導(dǎo)體制冷片應(yīng)用在一款新型太陽能半導(dǎo)體空氣取水裝置中，裝置包括太陽能供電單元、控制單元、空氣取水單元，并詳細(xì)分析了每一個(gè)組成單元的構(gòu)成。 半導(dǎo)體制冷片的制冷作用是由五種不同的效應(yīng)疊加而成的，當(dāng)電流變化時(shí)，每種效應(yīng)的強(qiáng)弱程度就會(huì)發(fā)生變化，就會(huì)直接影響制冷效果，但肯定存在一個(gè)電流值，使得半導(dǎo)體制冷片工作在最佳狀態(tài)，即最優(yōu)工況。根據(jù)五種效應(yīng)的表現(xiàn)形式，分析每種效應(yīng)產(chǎn)生的原因，計(jì)算半導(dǎo)體制冷片的功率與制冷量的關(guān)系，建立動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型，根據(jù)動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型對(duì)半導(dǎo)體制冷片工況的極值點(diǎn)進(jìn)行分析，求得最優(yōu)工況時(shí)的電流值。 本文以太陽能半導(dǎo)體空氣取水設(shè)備作為實(shí)驗(yàn)平臺(tái)進(jìn)行案例分析，利用黃金分割法對(duì)半導(dǎo)體制冷片工況的極值搜索問題進(jìn)行求解，并通過實(shí)驗(yàn)一步一步取得相關(guān)數(shù)據(jù)，通過黃金分割法的尋優(yōu)過程，逐步將取得的電流值接近最佳電流。當(dāng)電流值在誤差范圍內(nèi)時(shí)，我們可以認(rèn)為半導(dǎo)體制冷片工作在最優(yōu)工況。通過對(duì)半導(dǎo)體制冷片工況的極值搜索控制，證明了極值搜索可以提高半導(dǎo)體制冷片的工作效率，具有極高的應(yīng)用價(jià)值。 【關(guān)鍵詞】：半導(dǎo)體制冷片 最優(yōu)工況 極值搜索 黃金分割法 空氣取水機(jī)
【學(xué)位授予單位】：杭州電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TV213.9;TK519
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-8
• 目錄8-10
• 第1章 緒論10-15
• 1.1 課題研究的背景10-11
• 1.2 空氣取水技術(shù)概述11-13
• 1.2.1 吸附法12
• 1.2.2 聚霧取水法12
• 1.2.3 制冷結(jié)露法12-13
• 1.3 本課題研究的內(nèi)容13-15
• 第2章 理論基礎(chǔ)介紹15-34
• 2.1 制冷技術(shù)簡(jiǎn)介15-29
• 2.1.1 壓縮制冷16-17
• 2.1.2 吸收式制冷17-18
• 2.1.3 半導(dǎo)體制冷18-29
• 2.2 太陽能光伏發(fā)電的簡(jiǎn)介29-33
• 2.2.1 太陽能光伏發(fā)電的概述29-30
• 2.2.2 太陽能光伏發(fā)電的發(fā)展30-32
• 2.2.3 太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)組成32-33
• 2.3 本章小結(jié)33-34
• 第3章 太陽能半導(dǎo)體空氣取水機(jī)簡(jiǎn)介34-45
• 3.1 實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)34-43
• 3.1.1 太陽能供電單元34-36
• 3.1.2 控制單元36
• 3.1.3 空氣取水單元36-43
• 3.2 實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的工作流程43-44
• 3.3 本章小結(jié)44-45
• 第4章 太陽能半導(dǎo)體空氣取水機(jī)制冷工況的極值搜索45-51
• 4.1 極值搜索控制問題的簡(jiǎn)述45-47
• 4.1.1 太陽能半導(dǎo)體空氣取水機(jī)制冷工況的數(shù)學(xué)模型45-47
• 4.1.2 極值搜索問題的提出47
• 4.2 基于黃金分割法的極值搜索控制47-50
• 4.3 本章總結(jié)50-51
• 第5章 空氣取水機(jī)制冷系統(tǒng)工況的極值搜索結(jié)果51-61
• 5.1 空氣取水機(jī)制冷系統(tǒng)工況的實(shí)驗(yàn)研究51-60
• 5.2 本章小結(jié)60-61
• 第6章 總結(jié)與展望61-63
• 6.1 論文總結(jié)61
• 6.2 展望61-63
• 致謝63-64
• 參考文獻(xiàn)64-67
• 附錄67

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