式中:Kpi,kIi和KDi(i=1,2,…,5)分别是在不同状态下对参数KP,KI和KD用常规PID参数整定法得到整定值。用在线自整定的PID参数KP,KI,KD就可根据式(3)计算出输出控制值ui。

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4 实验数据及结论

对于塞贝克系数的确定该系统采用改进的Har—man方法,只要知道样品两端的电势差以及温度差,就可求出塞贝克系数。

式中:V为样品两端电势差;Th为样品热端的温度;T,为样品冷端温度。在对样品进行测量时,首先用测量仪(见图5)调节样品两端的温度Th,Tc,测量样品在不同的温差条件下的电势差,以此计算出对应的塞贝克系数,并找出塞贝克系数最大时所对应的Tb与Tc值。

定义样品热端温度与冷端温度的平均温度为:

改变Th,Tc值,但保持塞贝克系数最大时的平均温度Tavg值不变,测量在固定Tavg下样品两端的电势差,验证该塞贝克系数是否符合式(2)的规律。

为了验证该系统,完成对热电材料样品塞贝克系数的测量,选用性能相近,但极性相反的N型及P型。BizTe系样品,在15~70℃的温度范围内,分别改变样品冷端和热端的温度,使平均温度Tavg在一定范围内变化,并同时测量两种样品两端的电势差。