太阳能半导体空气取水机工况的极值搜索与控制

【摘要】：水是生命之源，是人类及自然界赖以生存的最重要的物质之一。近几年来，淡水资源缺乏已经成为大家关注的焦点，许多地区已经爆发了严重的淡水资源危机。为了解决这一突出问题，一方面应该提倡大家保护淡水水源、节约用水，另一方面应该采用新技术增加淡水的来源。科研人员进行大量研究，探索出空气取水技术这一新思路，为解决日益突出的淡水缺乏问题提供了更大的可能性。 半导体制冷技术以其独特的优势在空气取水方式中显得极为重要，半导体制冷片就是此技术的成功应用。本文结合光伏发电技术、半导体制冷技术和空气取水技术，成功的将半导体制冷片应用在一款新型太阳能半导体空气取水装置中，装置包括太阳能供电单元、控制单元、空气取水单元，并详细分析了每一个组成单元的构成。 半导体制冷片的制冷作用是由五种不同的效应叠加而成的，当电流变化时，每种效应的强弱程度就会发生变化，就会直接影响制冷效果，但肯定存在一个电流值，使得半导体制冷片工作在最佳状态，即最优工况。根据五种效应的表现形式，分析每种效应产生的原因，计算半导体制冷片的功率与制冷量的关系，建立动态数学模型，根据动态数学模型对半导体制冷片工况的极值点进行分析，求得最优工况时的电流值。 本文以太阳能半导体空气取水设备作为实验平台进行案例分析，利用黄金分割法对半导体制冷片工况的极值搜索问题进行求解，并通过实验一步一步取得相关数据，通过黄金分割法的寻优过程，逐步将取得的电流值接近最佳电流。当电流值在误差范围内时，我们可以认为半导体制冷片工作在最优工况。通过对半导体制冷片工况的极值搜索控制，证明了极值搜索可以提高半导体制冷片的工作效率，具有极高的应用价值。 【关键词】：半导体制冷片 最优工况 极值搜索 黄金分割法 空气取水机
【学位授予单位】：杭州电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TV213.9;TK519
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-8
• 目录8-10
• 第1章 绪论10-15
• 1.1 课题研究的背景10-11
• 1.2 空气取水技术概述11-13
• 1.2.1 吸附法12
• 1.2.2 聚雾取水法12
• 1.2.3 制冷结露法12-13
• 1.3 本课题研究的内容13-15
• 第2章 理论基础介绍15-34
• 2.1 制冷技术简介15-29
• 2.1.1 压缩制冷16-17
• 2.1.2 吸收式制冷17-18
• 2.1.3 半导体制冷18-29
• 2.2 江南体育在线直播观看 发电的简介29-33
• 2.2.1 江南体育在线直播观看 发电的概述29-30
• 2.2.2 江南体育在线直播观看 发电的发展30-32
• 2.2.3 江南体育在线直播观看 发电系统组成32-33
• 2.3 本章小结33-34
• 第3章 太阳能半导体空气取水机简介34-45
• 3.1 实验系统的设计34-43
• 3.1.1 太阳能供电单元34-36
• 3.1.2 控制单元36
• 3.1.3 空气取水单元36-43
• 3.2 实验系统的工作流程43-44
• 3.3 本章小结44-45
• 第4章 太阳能半导体空气取水机制冷工况的极值搜索45-51
• 4.1 极值搜索控制问题的简述45-47
• 4.1.1 太阳能半导体空气取水机制冷工况的数学模型45-47
• 4.1.2 极值搜索问题的提出47
• 4.2 基于黄金分割法的极值搜索控制47-50
• 4.3 本章总结50-51
• 第5章 空气取水机制冷系统工况的极值搜索结果51-61
• 5.1 空气取水机制冷系统工况的实验研究51-60
• 5.2 本章小结60-61
• 第6章 总结与展望61-63
• 6.1 论文总结61
• 6.2 展望61-63
• 致谢63-64
• 参考文献64-67
• 附录67

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