В контуре сигнал управления (некоторая функция от нашего желания, температуры и времени) должен бороться с сигналом от датчика тока в этой самой цепи. Еще точнее сказать - заряда, если немного поинтегрировать их.

Здорово!

Что касается ШИМ для Пельтье, то его опасность преувеличена. У меня используется ШИМ с частотой 1 Гц и отказов элементов Пельтье не было.
Правда, российские мы никогда не использовали.

Как тут уже писали, сглаживающий дроссель делает ШИМ малозаметным для пельтье, но уменьшает тепловыделение. А частота совсем не играет роли.

Не точнее. Уже для тока рациональное приближение передаточной характеристики этого холодильника вместе со шкафом будет иметь первый полюс с постоянной времени десятки или даже сотни секунд. Без пропорционального звена в регуляторе обеспечить стабильность и, тем более, отсутствие перерегулирования (что, наверное, для биологических исследований важно), будет очень не просто.



1 Гц - это довольно низкая частота. Она у вас используется видимо потому, что велика теплоемкость системы, и за 1 секунду температура изменяется на доли градуса.

Пямоугольный ШИМ с током, равным характеристическому (соответствующий положению вершины параболы) имеет один побочный положительный эффект - он линеаризует характеристику Пельтье для режима охлаждения, не изменяя его максимальную производительность. Правда, при этом снижается КПД холодильника при малых токах - всегда много тепла рассеивается на радиаторе.

Ну тогда в схеме что мне досталась: HIP4082, PSMN2R6 и дроссель CHI 211B 4,5/1x0

Во спасибо.

Нет, точнее. Количество тепла пропорционально протекшему заряду. А обратный тепловой поток пропорционален разности температур, - постоянен в стационарном режиме.
Тут в ветке шкаф смешался с микролитровыми пробами.

И теплоемкость постоянна, с точностью до содержимого шкафа-дозатора. А физические коэффициенты пропорциональности точно неизвестны и, как всегда, их неизвестность компенсируется обратной связью. А количество выделившегося на внутреннем сопротивлении холодильника тепла вообще пропорционально интегралу квадрата тока. А приближение рациональной функцией передаточной характеристикой очень и очень примерно из-за уравнения теплопроводности, играющей существенную роль правее первого полюса, образуемого стационарной теплопроводностью и теплоемкостью. Так что с точки зрения управления система с Пельтье это нелинейный объект с преобладающим первым полюсом. И поэтому интегратор в его регуляторе - он не более "точнее", чем в любом ПИД регуляторе. На нулевой частоте дает нулевую ошибку, но и только. Более никаких чудес. С точки зрения достижения точности тут лучше линеаризовать холодильник, скомпенсировав его параболическую характеристику.

Или вы предлагаете добавить в контур прямую связь по расходу в этом дозаторе? Да, это уменьшит влияние переменного расхода на температуру. Но при этом контур должен быть всё равно с состоянием по итоговой производительности Пельтье, и подмешивать в него линейно нужно именно сигнал расхода, а интегрировать нужно уже ошибку обычным образом в контуре регулятора.

Так получилось, что я не представляю системы охлаждения без радиаторов на стороне нагрева и стороне охлаждения, поэтому система с низкой теплоемкостью не укладывается в голове Тем более для биохимии.
В качестве радиаторов алюминиевая пластина 10 мм. Датчик температуры стоит у внешней поверхности, разрешение 0.01 градуса и за секунду вообще ничего не реагирует. Тут речь шла о том, что такие перепады мощности уменьшают время жизни элемента Пельтье, так вот я этого не заметил. Время жизни уменьшается из-за перепадов температуры, а они возможны при плохом теплоотводе.

По поводу линеаризации немного сложнее, потому что характеристика зависит от уставки и температуры на второй стороне. Чтобы было легче жить ПИ-регулятору, я ввел составляющую прямого управления (аналог погодозависимого регулирования в теплотехнике) на основе данных о внешней температуре.

У вас очень большая постоянная времени. Возможно, даже второй полюс имеет частоту меньше герца. Бывает, нужно быстро регулировать температуру холодной стороны по внешнему сигналу, и тогда её теплоемкость минимизируют. Тогда за секунду температура может меняться на единицы градусов, почти как у голого холодильника без нагрузки.

Что такое "вторая сторона"? Физические свойства термоэлементов зависят от темпеературы, конечно, но это уже второе приближение. Поэтому в первом приближении там парабола, и она линеаризуется довольно неплохо. Температура горячей стороны к линеаризации параболы холодильника прямого отношения не имеет, если там радиатор гораздо больше с соответствующей огромной постоянной времени.

Да и перепад температур на горячей стороне всё равно пропорционален полному тепловому потоку, который уже линеаризуется внутри, так что снаружи не остается ничего нелинейного.

И очень правильно сделали, а если еще добавить интегратор тока элемента, будет еще лучше. Сигнал от ПИД и сигналы от тока датчика и внешней температуры должны суммироваться и управлять ШИМом. Коэффициенты нужно подобрать только.

Нет. Внутренний контур должен быть чисто токовым, чтобы компенсировать большие изменения термо-ЭДС. Перед ним должен быть линеаризатор параболы (предполагаю, что линеаризуют не ШИМ), на входе которого - сигнал производительности. Внешняя температура (лучше температура горячей стороны) в простейшем случае подмешивается пропорционально к сигналу производительности к выходу ПИД регулятора, но в общем случае лучше реализовать регулятор общего вида с несколькими входами, используя подходящую физическую модель горячего радиатора. В цифре это не сложно.

Какой-такой параболы? А про токовый я и пишу. Ток (забудем о сигнале внешней температуры) должен быть пропорционален сигналу системы управления (стабилизации) температуры (ПИД или др.). Но, так как ШИМ дает импульсы, то интегратор с компаратором тут помогут сделать автоматический ШИМ с постоянным временем включения. Это для быстрого времени. Медленное время - работа регулятора температуры.

это что то типа схемы заряда аккумулятора получается

Вы видимо пишите про т. н. релейный регулятор, то есть "интегратор с компаратором". Его недостаток - частота зависит от скважности. Вы пишите про "средний ток" и питаете холодильник прямо меандром? Тогда, да, параболы нет, но тепловыделение на горячем радиаторе больше, чем нужно.

Регулятор температуры у вас тоже аналоговый? Да, подбирать коэффициенты регулятора подстроечником для уникального изделия, существующего в одном экземпляре - тоже такая технология существует.