题目：含TEC复合材料热智能结构的温度场分析与控制

本文针对结构/温控功能一体化复合材料的实际应用需求出发，通过理论分析，数值模拟，对嵌有TEC片的复合材料结构的热分布进行了设计、分析和评价，并对热智能结构外表面的温度进行了控制仿真分析。第一部分建立了含TEC的复合材料热智能结构的热分析模型，优化了TEC的结构，并确定了TEC和复合材料的热特性参数，以SINDA/G热分析软件为仿真平台，研究了TEC的安放位置、智能结构的热边界条件等因素对结构热分布的影响。第二部分用集总参数法建立了热智能结构温度控制系统的动态特性模型，采用基于经典控制理论的PID控制方法对结构外表面的温度进行控制，在此基础之上，又应用模糊控制理论知识对PID控制方法进行改进，构建了模糊PID控制器，应用模糊PID控制方法，以SIMULINK软件为平台对热智能结构进行了温度控制仿真，并将两种方法对应的控制效果进行了对比。结果表明：应用模糊PID控制方法对结构外表面温度进行控制，较之常规PID控制方法能够降低了系统响应的超调量，缩短稳定时间，提高抗干扰性能，得到更好的控制过程。最后，针对用SINDA/G软件模拟智能结构的热边界条件因素对结构热响应的影响做了相关的实验，用来对比和验证模拟结果。