1.一通種半導(dǎo)體制冷系統(tǒng),其特征在于,該系統(tǒng)包括以下組成部分:
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種半導(dǎo)體制冷系統(tǒng),其特征在于,所述環(huán)境感知單元利用溫度傳感器通過熱電法測量環(huán)境溫度,將采集到數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為電信號,通過模數(shù)轉(zhuǎn)換器adc將電信號換為數(shù)字信號,對采集到的數(shù)字信號進行預(yù)處理,使用滑動平均濾波器消除噪聲和波動,滑動平均濾波器的數(shù)學(xué)表達式為:,其中:是當(dāng)前時間點的索引、是濾波器窗口的大小、是時間窗口內(nèi)從到的溫度讀數(shù),提高數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性,將處理后的溫度數(shù)據(jù)打包成標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)包格式,通過有線方式將數(shù)據(jù)包傳輸至中央處理單元。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種半導(dǎo)體制冷系統(tǒng),其特征在于,所述中央處理單元從環(huán)境感知單元接收實時的溫度數(shù)據(jù),加載過去的溫度記錄,選擇時間序列預(yù)測模型,對未來的溫度進行預(yù)測,根據(jù)預(yù)測的未來溫度和實時感知的溫度,利用pid控制算法計算出最優(yōu)的制冷功率,并生成相應(yīng)的控制指令,將控制指令發(fā)送給半導(dǎo)體溫控核心,監(jiān)控半導(dǎo)體溫控核心的執(zhí)行情況,接收半導(dǎo)體溫控核心的反饋數(shù)據(jù),根據(jù)反饋數(shù)據(jù)調(diào)整控制策略。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種半導(dǎo)體制冷系統(tǒng),其特征在于,所述通過arima模型,對未來的溫度進行預(yù)測,使用差分方法將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為平穩(wěn)序列,使用自相關(guān)函數(shù)acf和偏自相關(guān)函數(shù)pacf來確定arima模型的參數(shù)(p,d,q,),使用最大似然估計mle估計arima模型的常數(shù)項c、自回歸系數(shù)、移動平均系數(shù),arima模型的數(shù)學(xué)表達式為:,其中:、是誤差項,使用殘差圖檢查模型的殘差是否滿足白噪聲假設(shè),使用已建立的arima模型對未來的溫度進行預(yù)測,將預(yù)測結(jié)果與實際觀測值進行比較,評估模型的預(yù)測準(zhǔn)確性。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種半導(dǎo)體制冷系統(tǒng),其特征在于,所述利用pid控制算法計算出最優(yōu)的制冷功率,依據(jù)預(yù)測的未來溫度和實時感知的溫度,計算溫度偏差,數(shù)學(xué)表達式為:,初始化pid控制器的三個變量:比例項p、積分項i和微分項d,計算比例項:將溫度偏差e(t)乘以比例系數(shù),數(shù)學(xué)表達式為:,計算積分項:將溫度偏差在時間上的積分乘以積分系數(shù),數(shù)學(xué)表達式為:,計算微分項:計算溫度偏差e(t)的變化率(,然后乘以微分系數(shù),數(shù)學(xué)表達式為:,計算總控制量:將比例項p、積分項i和微分項d相加得到總控制量,數(shù)學(xué)表達式為:=p+i+d將計算得到的總控制量轉(zhuǎn)換為控制指令,并發(fā)送給半導(dǎo)體溫控核心,使用溫度傳感器讀取當(dāng)前的環(huán)境溫度值,根據(jù)反饋數(shù)據(jù)調(diào)整pid控制器的參數(shù)以優(yōu)化控制效果。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種半導(dǎo)體制冷系統(tǒng),其特征在于,所述半導(dǎo)體溫控核心通過內(nèi)置的溫度傳感器或接收環(huán)境感知單元的溫度數(shù)據(jù),實時獲取當(dāng)前溫度值,將當(dāng)前溫度值與預(yù)設(shè)的目標(biāo)溫度值進行比較,當(dāng)前溫度高于目標(biāo)溫度,觸發(fā)制冷流程,通過pwm電流控制算法,調(diào)整電流驅(qū)動電路中的電流大小,實現(xiàn)對制冷的控制,使電流通過半導(dǎo)體制冷片的制冷端,實現(xiàn)制冷效果,通過內(nèi)置的溫度傳感器實時監(jiān)測半導(dǎo)體制冷片的溫度,確保其在安全溫度范圍內(nèi)運行,根據(jù)實時溫度收集的數(shù)據(jù),通過最優(yōu)控制算法對pwm占空比進行動態(tài)調(diào)整,以實現(xiàn)更精確的溫度控制。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種半導(dǎo)體制冷系統(tǒng),其特征在于,所述pwm電流控制算法調(diào)整電流驅(qū)動電路中的電流大小,實現(xiàn)對半導(dǎo)體制冷工作的控制,基于硬件的限制確定pwm信號的周期(t),根據(jù)初始制冷效果設(shè)定初始的占空比(d),占空比表示在一個周期內(nèi)高電平所占的比例,占空比d數(shù)學(xué)表達式為:,其中:是高電平的持續(xù)時間,使用pwm生成器根據(jù)設(shè)定的周期和占空比生成pwm信號,通過改變pwm信號的占空比,以控制電流驅(qū)動電路中的平均電流,平均電流計算公式,其中:是平均電流、是最大電流,通過溫度傳感器實時監(jiān)測溫度,根據(jù)溫度的變化,通過最優(yōu)控制算法動態(tài)調(diào)整pwm信號的占空比,以實現(xiàn)精確的溫度控制。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種半導(dǎo)體制冷系統(tǒng),其特征在于,所述利用最優(yōu)控制算法動態(tài)調(diào)整pwm信號的占空比,選擇影響溫度的關(guān)鍵變量pwm信號的占空比,建立描述溫度與電流和pwm占空比之間關(guān)系的性能指標(biāo)函數(shù),性能指標(biāo)函為:,其中:是運行損失函數(shù)、是溫度,是pwm信號的占空比、和分別是控制開始和結(jié)束的時間、是終端損失函數(shù)根據(jù)系統(tǒng)特性和控制要求,選擇間接法來導(dǎo)出最優(yōu)控制的條件和方程,根據(jù)實時溫度數(shù)據(jù)和制冷效果,使用最優(yōu)控制算法動態(tài)調(diào)整pwm信號的占空比,在實際系統(tǒng)中測試和調(diào)整最優(yōu)控制算法,以確保其能夠?qū)崿F(xiàn)預(yù)期的溫度控制性能。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種半導(dǎo)體制冷系統(tǒng),其特征在于,所述遠程控制模塊用戶通過用戶終端的遠程控制應(yīng)用界面,輸入需要執(zhí)行的遠程控制,指令通過網(wǎng)絡(luò)協(xié)議被編碼并發(fā)送至遠程服務(wù)器,服務(wù)器接收到指令后,進行驗證,驗證通過的指令被轉(zhuǎn)發(fā)至中央處理單元,中央處理單元解析接收到的指令,并執(zhí)行相應(yīng)的操作,傳感器實時采集環(huán)境數(shù)據(jù),中央處理單元對采集到的數(shù)據(jù)進行處理,處理后的數(shù)據(jù)被發(fā)送至遠程服務(wù)器,用戶終端接收并顯示實時環(huán)境數(shù)據(jù)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種半導(dǎo)體制冷系統(tǒng),其特征在于,所述用戶界面通過手機或電腦打開用戶界面進行登錄,登錄成功后,將實時數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為圖表或圖形界面上的動態(tài)元素,用戶可以查詢某個時間段內(nèi)的歷史數(shù)據(jù),用戶界面顯示溫度的變化趨勢,用戶可以根據(jù)需求設(shè)置溫度的閾值,當(dāng)環(huán)境數(shù)據(jù)超過或低于設(shè)定的閾值時,系統(tǒng)會發(fā)送警報通知用戶,用戶執(zhí)行遠程控制指令,用戶界面將指令發(fā)送至服務(wù)器,由服務(wù)器轉(zhuǎn)發(fā)至中央處理單元執(zhí)行,用戶可以查看已發(fā)送的控制指令的執(zhí)行情況,用戶界面提供反饋信息,幫助用戶了解指令的執(zhí)行狀態(tài)。