【硕士论文】基于模糊控制的光伏发电伺服系统的研究.pdf

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1、长春工业大学硕上学位论文摘要当前，世界能源危机日趋紧张，开发新型能源和有效利用能源是未来世界发展的趋势，太阳能是一种理想的可再生能源，开发利用太阳能己成为国家可持续发展的重要战略决策，由于目前太阳能利用转化率约为1溅一20%。理论分析表明:跟踪式与定点式的太阳能发电装置相比，其能量的接收率可提高37.7%。因此研究开发太阳能光伏发电跟踪装置，对提高太阳能利用率有非常重要的意义。在对国内外现有的太阳跟踪装置的原理进行分析，结果表明这些装置普遍存在着抗干扰性差、跟踪范围小、精度低等一些缺点，因此本文设计了一种仰角和方位角分别控制调节的新型的太阳跟踪伺服系统。采用光电传感器检测发光

2、源的位置，通过光电码盘检测平台位置，由OSP发出脉冲对步进电动机的转动角度和方向进行控制，实现对太阳的自动跟踪，使跟踪装置的太阳能转换电池阵列始终处于与发光源垂直的最佳位置。针对发光源易受外界干扰影响，且干扰源具有明显的时变非线性等特点，结合模糊控制算法和PID控制算法二者的优点，设计了一种新型基于模糊控制的PID控制器。用来降低干扰对精确跟踪发光源的影响，并通过仿真实验验证了该系统具有跟踪精度好，抗干扰性强等优点。本文针对太阳电池的工作特性，通过对现有最大功率控制方法等多种控制方式特点的分析，结合三点权位比较法，设计了最大功率点跟踪(MP曰)控制策略，以达到改善能量转换效率

3、的目的，并进行试验，得出了实验曲线。通过分析实验结果证实了该方法控制的最大功率跟踪的效果要优于采用其它控制方式时的跟踪效果。本文选用Ti公司的T略32OLF2407作为控制核心来控制步进电动机，并完成了该DsP芯片外围硬件电路的设计和相应的软件的设计。系统驱动器采用了与步进电机配套的专用集成模块，并且给出了各个部分的硬件设计电路。在硬件设计上，主要包括控制电路部分、数据采集部分、步进电机及其驱动电路、键盘和液晶显示电路四个部分口本文分别对上述四个部分的硬件电路进行了探讨和研究，同时也给出了部分软件设计流程图。在系统抗干扰和系统保护的硬件设计上，系统增加了时钟芯片，在夜晚，系统

4、可以自动复位到早晨对应日出的初始位置，并附有手动控制开关，防止系统卡死，也可以手动复位以及方便调试。经仿真实验证明:本文提出的太阳能发电伺服系统的研究思路、控制方法、硬件设计以及软件设计均是切实可行的。系统具有结构简单、运行平稳、跟踪精度高、抗干扰性强等特点。关键词:PID控制模糊控制太阳能发电DSP24O了长春工业大学硕士学位论文Abstr8CtItisthetrendinthefuturetoexPloitanewenergyandmakeitfulluseundertheconditionofwhichtheenergycrisisisbecominginevitabl

5、ecurently.TheS0larenergyisanidealrenewableenergy.IthasbecomeanimPortantnationalstrategicdecisionofcontinuabledeveloPmenttoexPloitandutil讫ethesolarenergy.Inallcurentdevicestoconvertthesolarenergy，thedeviceofPointingtrackisusedwidely.Butitsconversionrateroughlyis10%一20%.Analysisindicatedthatt

6、hereceivingrateofPointingdeviceisloweras37.7%thanthetrackingone.Therefore，itbecomesanimPortantthingtostudythetrackingdeviceofthegenerationofsolarenergyoByanalyzingthePrinciPleofthesolartrackingdevicesexistinginthenationandoversea，itshowsthatthereexistedthedisadvantageofPoorabilitytoanti一dis

7、turbane，narowtrackingrangeandlowPrecisioninthesedevices.SoanewtrackingsystemtosunwhichitselevationandazimuthisadjustedseParatelywasdesignedinthisPaPer.hithissystem，thePhotoelectricsensorswasusedtodetectthePlaceofsunlight，thePhotoelectriccodediscwasusedto