一种基于半导体制冷的车载多能杯座及控制方法与流程

文档序号：12153817阅读：来源：国知局

技术特征：

1.一种基于半导体制冷的车载多能杯座，包括光伏阵列(1)、变换器(2)、控制器(3)、车载蓄电池(4)、组合开关(5)、制冷开关(6)、制冷杯座(7)、加热杯座(8)和加热开关(9)，其特征在于：

所述控制器(3)由单片机构成，输入端口采集变换器(2)的电压与电流，根据检测信号，控制组合开关(5)的工作状态，当采集变换器(2)的电压与电流无法满足制冷杯座(7)与加热杯座(8)的用电需求时，由车载蓄电池(4)供电，当采集变换器(2)的电压与电流稳定，并且出现剩余时，控制器(3)控制组合开关(5)，将剩余的电能存储在载蓄电池(4)中；

所述组合开关(5)由蓄电池触点拨片(5-1)、蓄电池触点(5-2)、供电切换开关拨片(5-3)、光伏触点(5-4)和供电输出端子(5-5)组成，所述组合开关(5)中蓄电池触点拨片(5-1)连接或者断开蓄电池触点(5-2)与光伏触点(5-4)，供电切换开关拨片(5-3)连接或者断开供电输出端子(5-5)与蓄电池触点(5-2)和光伏触点(5-4)；

所述制冷杯座(7)由半导体制冷器(7-1)、制冷杯座保温层(7-2)和制冷杯座不锈钢外罩(7-3)组成，所述半导体制冷器(7-1)安装在制冷杯座保温层(7-2)内，所述制冷杯座不锈钢外罩(7-3)安装在最外层；

所述加热杯座(8)由加热器(8-1)、加热杯座保温层(8-2)和加热杯座不锈钢外罩(8-3)组成，所述加热器(8-1)安装在加热杯座保温层(8-2)内，所述加热杯座不锈钢外罩(8-3)安装在最外层；

所述光伏阵列(1的输出与变换器(2)的输入连接，所述变换器(2)的输出与组合开关(5)的光伏触点(5-4)连接，所述组合开关(5)的控制端口与控制器(3)的信号输出一端口连接，所述控制器(3)的信号输出二端口与车载蓄电池(4)的控制端口连接，所述控制器(3)的输入端口与变换器(2)的检测端口连接，所述车载蓄电池(4)的电源输出与组合开关(5)的蓄电池触点(5-2)连接，所述组合开关(5)的供电输出端子(5-5)分别与制冷开关(6)、所述加热开关(9)的输入连接，所述制冷开关(6)的输出与制冷杯座(7)的半导体制冷器(7-1)的电源端口连接，所述加热开关(9)的输出与加热杯座(8)的加热器(8-1)的电源端口连接。

2.根据权利要求1所述的一种基于半导体制冷的车载多能杯座，其特征在于：所述变换器(2)是由直流-直流斩波器构成。

3.根据权利要求1所述的一种基于半导体制冷的车载多能杯座，其特征在于：所述制冷杯座(7)和加热杯座(8)的供电端口为USB接口。

4.根据权利要求1所述的一种基于半导体制冷的车载多能杯座，其特征在于：所述光伏阵列(1)由薄膜光伏电池构成，安装在车顶。

5.根据权利要求1所述的一种基于半导体制冷的车载多能杯座，其特征在于：所述车载蓄电池(4)由铅酸免维护蓄电池构成。

6.一种基于半导体制冷的车载多能杯座的控制方法，其特征在于：

具体操作步骤为：

首先，通过温度传感器相关电路采样水杯内温度的精确值，并与最高温度限定值进行比较，得到误差信号E，一般误差信号作为模糊控制器的输入量，选择单片机作为模糊控制单元的中心控制器，把误差信号E的精确量进行模糊化变成模糊量,误差E的模糊量可用相应的模糊语言表示，至此，得到了误差E的模糊语言集合的一个子集e，e实际上是一个模糊向量，再由e和模糊控制规则R，即模糊关系根据推理合成规则进行决策，得到模糊向量u，为了对被控对象施加精确的控制，还需要将模糊量u转换为精确量，得到了精确的数字控制量后，经数模转换，变为精确的模拟量送给执行机构,对被控制对象进行控制，通过组合开关作为执行机构进行执行操作；

控制方法中算法如下，基于T-S模型的模糊算法实现车载温度控制的智能化，T-S模型是Takage和sugen，T-S模型的规则具有以下形式；

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其中，Rⁱ表示第i条模糊规则；x_i为模糊模型的第i个输入变量；为x_i的第j个模糊子集；m是输入变量的数目；Yⁱ为第i条规则的输出；是第i个模糊规则的第j个参数，为一实数，之后再采用加权平均法进行模糊判决,以得到控制量的精确值，加权平均法的算法公式为；

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其中，u_i为模糊量输出，μ(u_i)为模糊量的隶属度，u_OUT为求得的判决结果；

最后通过模糊控制得到输出结果后，利用单片机控制相应开关通断时间，即可完成对杯体的加热和冷却，使水杯中的水维持在理想温度，达到用户的实际需求。

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