● 摘要
Gardon型热流传感器冷却回路系统是根据温度与热流之间的关系、热流测量特点以及热电偶温度计测量的冷端补偿方案，设计了一种Gardon型热流传感器热沉部分的温度控制系统，目的是使Gardon型热流传感器热沉温度在被测热流的不断变化中，仍然能保持长时间稳定，保证Gardon型热流传感器的测量精度。计算机仿真的过程实际就是一个求解系统微分方程的过程，Simulink是一个优秀的仿真工具，它提供了大量的求解常微分方程的解法，省去了大量为求解微分方程而编程的工作。使用基于Dormand-Prince 4-5阶Runge-Kutta公式的ODE45单步解法足以满足本文仿真的要求。本文以能量守恒和质量守恒定律等基本定律为基础，分析了Gardon热流传感器热沉系统中各个典型环节的特点，并分别推导、建立了该系统各主要环节的数学模型。包括：热沉系统、无刷直流电机系统、风扇负载、叉流换热器及其子模块等。在MATLAB/Simulink中进行各个环节的仿真测试，给出了无刷直流电机PID控制器的设计方法，分析了电机系统的动态响应特性。用MATLAB中Simulink的子系统封装技术，封装了仿真系统中的主要环节，建立仿真模块库。对Gardon型传感器热沉系统的设计仿真，分析单向流体配合单程叉流换热器方案系统的动态特性具有一定的参考价值。