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智能型太阳能路灯控制器的应用研究

作　者: 王禹
导　师: 彭继慎
学　校: 辽宁工程技术大学
专　业: 控制理论与控制工程
关键词: 太阳能路灯 DSP 模糊神经网络 最大功率跟踪 智能控制
分类号: TM923.5
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要


在当今能源短缺的现状下,各国都加紧了发展光伏的步伐。太阳能光伏发电在路灯照明领域得到了广泛应用。但是,传统的太阳能路灯存在着控制精度不高、抗干扰能力差和成本昂贵等问题。因此开发研制具有智能型的太阳能路灯控制器更具广泛的社会价值。本文对太阳能路灯的智能控制器的理论和实践进行了研究,研制出以DSP为控制核心的太阳能路灯控制器。该控制器包括:硬件设计、软件设计和近端/远程上位机监控。其中硬件部分包括:Cuk充电电路设计、电流检测电路设计、电池电压检测电路设计、MOSFET保护电路设计、电池输出开关控制电路设计、工作电源设计、RAM和FLASH电路设计。软件部分:根据太阳能电池的模型,本文结合模糊神经网络控制算法,对太阳能电池板进行控制,使得其工作的最大功率跟踪状态。近端/远程上位机监控采用Labview软件编写,实现了近端/远程的太阳能路灯监控。经实际运行表明,本控制器可以满足太阳能路灯的智能控制需求,而且降低了控制器的成本,具有广阔的应用前景,它的应用和推广具有很好的社会与经济效益。

全文目录


致谢  5-6
摘要  6-7
Abstract  7-11
1 绪论  11-15
  1.1 课题背景  11-12
  1.2 国内外研究发展的状况  12-13
  1.3 课题研究的目的和意义  13-14
  1.4 本课题的关键技术  14
  1.5 本文的主要研究内容  14-15
2 智能型太阳能路系统  15-20
  2.1 太阳能路灯系统组成简介  15
  2.2 控制器框图  15-16
  2.3 其他主要部件特点  16-20
    2.3.1 太阳能电池及其分类  16-17
    2.3.2 阀控式铅酸蓄电池  17-19
    2.3.3 LED 照明灯具  19-20
3 基于模糊神经网络的MPPT 算法研究  20-31
  3.1 模糊控制  20-21
  3.2 人工神经网络  21-24
    3.2.1 神经网络的学习  22-23
    3.2.2 RBP 神经网络  23
    3.2.3 RBP 神经网络的结构  23-24
  3.3 模糊控制与神经网络控制的结合  24-26
  3.4 光伏电源特性及现有最大功率点跟踪(MPPT)方法比较  26
  3.5 模糊控制原理及实现方案  26-31
    3.5.1 控制方案设计  26-27
    3.5.2 模糊神经网络结构设计  27
    3.5.3 补偿模糊理论  27-29
    3.5.4 补偿神经网络的学习算法  29
    3.5.5 实验结果及分析  29-31
4 铅酸蓄电池充电控制  31-41
  4.1 铅酸蓄电池的充放电原理  31-32
  4.2 充电控制器电路设计  32-34
  4.3 Cuk 电路的 MATLAB 仿真分析  34-35
  4.4 铅酸蓄电池过放电保护策略研究  35-41
5 智能型太阳能路灯控制器的实现  41-55
  5.1 系统硬件设计  41-48
    5.1.1 Cuk 充电电路硬件设计  41-42
    5.1.2 电流检测电路设计  42-43
    5.1.3 电池电压检测电路设计  43
    5.1.4 MOSFET 保护电路设计  43-44
    5.1.5 电池输出开关控制电路设计  44-45
    5.1.6 工作电源设计  45-46
    5.1.7 DSP 主电路  46-47
    5.1.8 RAM 和FLASH 电路  47
    5.1.9 DSP 工作电源设计  47-48
  5.2 硬件抗干扰设计  48-50
    5.2.1 地线设计  48-49
    5.2.2 电磁兼容性设计  49
    5.2.3 去耦电容配置  49-50
  5.3 系统软件设计  50-52
    5.3.1 基于CCS2.2 平台的DSP 软件开发  50-51
    5.3.2 基于LABVIEW 的上位机监控软件设计  51-52
  5.4 测试结果  52-55
    5.4.1 Cuk 充电电路 PWM 测试  52-53
    5.4.2 MPPT 测试记录数据  53-54
    5.4.3 实验用样机  54-55
结论  55-56
参考文献  56-58
作者简历  58-60
学位论文数据集  60-61

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中图分类: > 工业技术 > 电工技术 > 电气化、电能应用 > 电气照明 > 各种用途的灯
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