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基于AVR单片机的大功率电子设备冷却系统研制
资料介绍
电子设备的运行实践表明:电子元器件的失效率随器件的表面温度呈指数增长趋势。内部集成了大量电子元器件的大功率电子设备，其产生的热载荷从以前的几千瓦增加到乃至几十千瓦。而例如雷达发射机、电力变压器、发电机等系列大功率电子设备却被广泛地运用于国防领域与工业生产方面。所以，研究大功率电子设备冷却系统具有重要价值。
本文在充分研究国内外大功率电子设备冷却系统的基础上，设计了基于AVR单片机的大功率电子设备冷却系统。系统采用Atmega1280单片机为核心，分析了系统的结构以及工作原理，在此基础上完成控制器系统硬件与软件的模块化设计，最后完成了系统现场实验测试。研究工作主要如下:
设计冷却系统的工作原理。该冷却系统按功能模块分为，电加热模块、空气风-水换热模块以及压缩制冷模块。工作模式包括常规风-水冷换热及高温环境下的压缩制冷方式。其中，压缩制冷模块采用自动温度控制，在详细分析普通PID算法的基础上，应用不完全微分PID算法进行压缩制冷环节下的温度模型自动控制。算法仿真实验表明，不完全微分PID算法动态响应速度快，稳态误差小，与系统更匹配。在硬件方面，搭建出系统的整体硬件框图和各功能模块。采用TLC2543 AD转换器完成对9路传感器信号的采集;使用继电器和电磁阀来控制各个电路输出模块的通断，确保电路安全可靠;采用RS232通讯实现单片机与迪文显示屏之间的数据传送，实现画面内容显示;采用RS485采集一处露点温度，实现冷却系统环境温度的实时监测;采用RS422与计算机进行数据交换，实现远程监控。软件设计紧密结合硬件资源，通过时间和事件调度方式执行各模块，提高了程序的运行效率与可读性。
综合实验结果认证表明:本系统控制算法精度高、硬件成本低、工作稳定可靠，能达到各项指标要求。研究成果具有较高的工程应用价值，值得推广使用。
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