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基于DSP的太陽能驅(qū)動(dòng)桁架式噴灌機(jī)全數(shù)字控制動(dòng)力系統(tǒng)設(shè)計(jì)

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時(shí)間:2024-08-18 21:33:05
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基于DSP的太陽能驅(qū)動(dòng)桁架式噴灌機(jī)全數(shù)字控制動(dòng)力系統(tǒng)設(shè)計(jì)【摘要】:針對(duì)我國(guó)農(nóng)業(yè)灌溉中存在的能源供給困難、水資源浪費(fèi)嚴(yán)重、時(shí)針式噴灌機(jī)漏噴嚴(yán)重及絞盤式噴灌機(jī)作業(yè)不便等諸多局限性,為充

【摘要】:針對(duì)我國(guó)農(nóng)業(yè)灌溉中存在的能源供給困難、水資源浪費(fèi)嚴(yán)重、時(shí)針式噴灌機(jī)漏噴嚴(yán)重及絞盤式噴灌機(jī)作業(yè)不便等諸多局限性,為充分發(fā)揮平移桁架式噴灌機(jī)操作靈活和適用性強(qiáng)的優(yōu)勢(shì),有效利用太陽能資源,實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)節(jié)能減排和農(nóng)業(yè)精準(zhǔn)化灌溉。通過將太陽能光伏發(fā)電技術(shù)與先進(jìn)的節(jié)水灌溉技術(shù)相結(jié)合,借助現(xiàn)在的傳感檢測(cè)技術(shù)、無線傳輸技術(shù)、GPS導(dǎo)航技術(shù)及可視化觸控技術(shù)等,集光、機(jī)、電及太陽能高效利用技術(shù)為一體,基于DSP和ARM兩款微處理器,設(shè)計(jì)出一套滿足桁架式噴灌機(jī)高性能運(yùn)行要求的全數(shù)字控制動(dòng)力系統(tǒng)。具體設(shè)計(jì)工作包括以下幾方面:(1)在對(duì)光伏電池輸出特性及外界影響規(guī)律進(jìn)行PSIM及Simulink建模仿真研究之上,對(duì)相關(guān)的MPPT技術(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn),以最大限度的提高光伏轉(zhuǎn)換效率。(2)借助專業(yè)的PVsyst光伏設(shè)計(jì)軟件對(duì)機(jī)組的光伏容量配置及經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行設(shè)計(jì)分析,并開展了太陽能充放電管理系統(tǒng)和供電方式優(yōu)化切換系統(tǒng)的設(shè)計(jì)工作。(3)根據(jù)水泵永磁同步電機(jī)數(shù)學(xué)模型、空間矢量SVPWM技術(shù)的基本原理和控制算法等,基于DSP2812數(shù)字信號(hào)處理器,以永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)為控制對(duì)象,完成了相應(yīng)控制板、功率板及顯示板硬件電路的設(shè)計(jì)。在CCS開發(fā)環(huán)境下,對(duì)永磁同步電機(jī)矢量控制方案及修正步長(zhǎng)的擾動(dòng)觀測(cè)MPPT跟蹤進(jìn)行軟件開發(fā)。同時(shí),完成噴灌機(jī)組驅(qū)動(dòng)直流電機(jī)的轉(zhuǎn)速-電流雙閉環(huán)受限單級(jí)式可逆脈寬調(diào)速系統(tǒng)軟硬件設(shè)計(jì)?;谏鲜稣{(diào)速控制系統(tǒng)研究,通過MATLAB/Simulink對(duì)系統(tǒng)配套電機(jī)的動(dòng)態(tài)性能進(jìn)行了驗(yàn)證。(4)針對(duì)桁架絞盤式噴灌機(jī)和渠喂式噴灌機(jī)的工作特點(diǎn),對(duì)其恒水位自控系統(tǒng)、交直流取水加壓系統(tǒng)、GPS電氣聯(lián)合導(dǎo)航自走系統(tǒng)及一鍵智能觸控系統(tǒng)等進(jìn)行了設(shè)計(jì)以及樣機(jī)的搭建和性能測(cè)試。最后,通過對(duì)系統(tǒng)可靠性和機(jī)組的實(shí)用性進(jìn)行為期半年的不定期大田灌溉測(cè)試驗(yàn)證,結(jié)果表明:系統(tǒng)工作性能可靠,不僅能滿足機(jī)組運(yùn)行的高精度智能控制,實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)精準(zhǔn)化灌溉,而且有效地促進(jìn)了環(huán)保型光伏農(nóng)業(yè)的發(fā)展;機(jī)組節(jié)能特點(diǎn)明顯,灌溉質(zhì)量高,整體性能滿足設(shè)計(jì)和生產(chǎn)需求,推廣應(yīng)用前景廣闊。通過本文的研究,初步建立起一整套有關(guān)太陽能驅(qū)動(dòng)自走式桁架噴灌機(jī)組的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)應(yīng)用理論體系,有助于實(shí)現(xiàn)太陽能驅(qū)動(dòng)噴灌機(jī)的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展。 【關(guān)鍵詞】:桁架式噴灌機(jī) DSP MPPT技術(shù) 永磁同步電動(dòng)機(jī) GPS聯(lián)合導(dǎo)航
【學(xué)位授予單位】:西北農(nóng)林科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2015
【分類號(hào)】:S277.94
【目錄】:
  • 摘要5-6
  • ABSTRACT6-11
  • 第一章 緒論11-20
  • 1.1 研究背景11-12
  • 1.2 研究的目的、意義12-14
  • 1.3 國(guó)內(nèi)外太陽能灌溉提水技術(shù)及電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)研究現(xiàn)狀14-18
  • 1.3.1 國(guó)內(nèi)外太陽能提水灌溉技術(shù)研究現(xiàn)狀14-16
  • 1.3.2 國(guó)內(nèi)外電機(jī)調(diào)速控制系統(tǒng)研究現(xiàn)狀16-18
  • 1.4 研究設(shè)計(jì)內(nèi)容、方法及技術(shù)路線18-20
  • 1.4.1 設(shè)計(jì)內(nèi)容18-19
  • 1.4.2 設(shè)計(jì)方法及技術(shù)路線19-20
  • 第二章 桁架式噴灌機(jī)光伏組件特性研究及MPPT技術(shù)應(yīng)用20-36
  • 2.1 光伏電池單元特性研究20-26
  • 2.1.1 光伏電池單元等效數(shù)學(xué)模型20-21
  • 2.1.2 光伏電池單元等效電路串并聯(lián)電阻估算21-22
  • 2.1.3 光伏電池單元PV模型仿真外特性研究22-26
  • 2.2 基于光伏電池板固定安裝的MPPT控制26-32
  • 2.2.1 常見直接MPPT控制法簡(jiǎn)述26-31
  • 2.2.2 基于修正步長(zhǎng)P&O法的系統(tǒng)仿真31-32
  • 2.3 基于太陽光機(jī)械跟蹤的MPPT控制32-35
  • 2.3.1 太陽光機(jī)械跟蹤控制的電氣實(shí)現(xiàn)32-33
  • 2.3.2 太陽光機(jī)械跟蹤的PLC實(shí)現(xiàn)33-35
  • 2.4 本章小結(jié)35-36
  • 第三章 桁架式噴灌機(jī)光伏容量及優(yōu)化運(yùn)行設(shè)計(jì)36-47
  • 3.1 太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的構(gòu)成及分類37-38
  • 3.1.1 太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的構(gòu)成37
  • 3.1.2 太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的分類37-38
  • 3.2 光伏容量設(shè)計(jì)38-41
  • 3.2.1 基本資料38-39
  • 3.2.2 光伏組件功率確定39-40
  • 3.2.3 蓄電池容量確定40-41
  • 3.3 優(yōu)化運(yùn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)41-43
  • 3.3.1 太陽能充放電管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)41-42
  • 3.3.2 供電方式優(yōu)化切換系統(tǒng)設(shè)計(jì)42-43
  • 3.4 基于PVSYST的系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)分析43-46
  • 3.4.1 系統(tǒng)能量關(guān)系44-45
  • 3.4.2 能量損失分布45-46
  • 3.4.3 財(cái)政平衡分析46
  • 3.5 本章小結(jié)46-47
  • 第四章 桁架式噴灌交直流調(diào)速系統(tǒng)軟硬件設(shè)計(jì)47-74
  • 4.1 水泵永磁同步電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計(jì)47-68
  • 4.1.1 永磁同步電動(dòng)機(jī)模型47-48
  • 4.1.2 矢量坐標(biāo)變換理論48-49
  • 4.1.3 空間電壓矢量調(diào)制SVPWM技術(shù)49-53
  • 4.1.4 基于光電編碼器測(cè)速方法的分析53-55
  • 4.1.5 PMSM調(diào)速控制系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)55-57
  • 4.1.6 PMSM調(diào)速控制系統(tǒng)的硬件電路設(shè)計(jì)57-64
  • 4.1.7 PMSM調(diào)速控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)64-68
  • 4.2 桁架驅(qū)動(dòng)直流電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計(jì)68-73
  • 4.2.1 PID控制器的微積分分析68-69
  • 4.2.2 直流電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)69-71
  • 4.2.3 直流電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)71-72
  • 4.2.4 直流電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)硬件軟件設(shè)計(jì)72-73
  • 4.3 本章小結(jié)73-74
  • 第五章 桁架式噴灌機(jī)組交直流調(diào)速系統(tǒng)SIMUlink仿真74-79
  • 5.1 矢量坐標(biāo)變換仿真74-75
  • 5.2 直流電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)仿真75-77
  • 5.3 PMSM電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)仿真77-78
  • 5.4 本章小結(jié)78-79
  • 第六章 桁架式噴灌機(jī)組水泵加壓及自走導(dǎo)航系統(tǒng)設(shè)計(jì)79-104
  • 6.1 水源恒水位自動(dòng)控制設(shè)計(jì)79-80
  • 6.2 桁架卷盤式噴灌機(jī)交流水泵加壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)80-82
  • 6.2.1 水泵的選型80-81
  • 6.2.2 逆變器的選型81
  • 6.2.3 變頻器選型81
  • 6.2.4 變頻恒壓自動(dòng)控制81-82
  • 6.3 桁架卷盤式噴灌機(jī)自走導(dǎo)航系統(tǒng)設(shè)計(jì)82-87
  • 6.4 桁架渠喂式噴灌機(jī)直流水泵加壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)87-94
  • 6.4.1 系統(tǒng)概況及組成87-89
  • 6.4.2 調(diào)壓方式選擇與設(shè)備選型89-91
  • 6.4.3 系統(tǒng)控制運(yùn)行說明91-92
  • 6.4.4 系統(tǒng)設(shè)計(jì)結(jié)論92-93
  • 6.4.5 自動(dòng)控制運(yùn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)93-94
  • 6.5 桁架渠喂式噴灌機(jī)自走導(dǎo)航系統(tǒng)設(shè)計(jì)94-103
  • 6.5.1 GPS電氣聯(lián)合導(dǎo)航系統(tǒng)設(shè)計(jì)94-98
  • 6.5.2 自動(dòng)往返/啟??刂葡到y(tǒng)設(shè)計(jì)98-101
  • 6.5.3 一鍵智能控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)101-103
  • 6.6 本章小結(jié)103-104
  • 第七章 系統(tǒng)測(cè)試及展望104-107
  • 7.1 系統(tǒng)性能測(cè)試104-106
  • 7.2 后續(xù)研究展望106-107
  • 參考文獻(xiàn)107-111
  • 致謝111-112
  • 作者簡(jiǎn)介112


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摩托羅拉:關(guān)注DSP三大應(yīng)用市場(chǎng)    

DSP市場(chǎng)增速不減    

基站DSP供應(yīng)商加快推出新一代產(chǎn)品    

無線將左右DSP市場(chǎng)    浩軍

DSP:移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的核心引擎    李松青

英特爾新DSP頻率提高    

DSP編譯器關(guān)鍵技術(shù)研究    任坤

頻域下的目標(biāo)跟蹤方法及其在DSP中的實(shí)現(xiàn)    趙丹培

紅外掃描成像動(dòng)目標(biāo)檢測(cè)跟蹤技術(shù)與DSP實(shí)時(shí)實(shí)現(xiàn)    傅志中

金融印鑒真?zhèn)巫R(shí)別新方法研究    何瑾

主要DSP毒素免疫學(xué)檢測(cè)方法及沿海市售海產(chǎn)品污染調(diào)查    林超

基于DSP的自動(dòng)平衡控制理論與方法研究    趙慶亮

基于DSP的多路數(shù)控電源的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)    劉增毅

基于DSP的太陽能驅(qū)動(dòng)桁架式噴灌機(jī)全數(shù)字控制動(dòng)力系統(tǒng)設(shè)計(jì)    王昌偉

基于FPGA與DSP的棉花異纖檢測(cè)系統(tǒng)研究    陳銘明

基于DSP的電液調(diào)節(jié)閥動(dòng)態(tài)特性研究    史存?zhèn)?/span>

基于DSP的開關(guān)磁阻電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計(jì)    李響

基于DSP的球碟轉(zhuǎn)子式陀螺儀信號(hào)處理技術(shù)研究    楊光吉

基于DSP模擬器的外設(shè)并行與運(yùn)行監(jiān)控模型研究    趙旭林

基于DSP的電力線載波通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)與硬件實(shí)現(xiàn)    胡斌

基于DSP的永磁無刷直流電機(jī)模糊控制系統(tǒng)的研究與實(shí)現(xiàn)    劉鼎

基于DSP的多功能微機(jī)保護(hù)實(shí)驗(yàn)裝置硬件研究和設(shè)計(jì)    劉園