基于模糊自整定PI雙閉環(huán)控制的太陽能逆變電源的研制

【摘要】：在獨(dú)立供電光伏發(fā)電系統(tǒng)中,逆變電源是系統(tǒng)中唯一一級(jí)能量變換裝置,其效率的高低、可靠性的好壞將直接影響系統(tǒng)的性能和投資。 本文探討了一套完整的光伏獨(dú)立供電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法,并重點(diǎn)研究了逆變電源的軟硬件設(shè)計(jì)。 系統(tǒng)硬件部分主要包括光伏陣列、蓄電池、蓄電池充放電控制電路、推挽變換器、全橋逆變器、輸出電壓校正環(huán)節(jié)、SPWM信號(hào)的驅(qū)動(dòng)等。光伏陣列的輸出功率采用最大功率點(diǎn)跟蹤控制策略,通過改變當(dāng)前的阻抗情況來滿足最大功率輸出的要求。將蓄電池的24V直流電轉(zhuǎn)變成220V交流電。功率開關(guān)器件采用VMOSFET管,它輸入的直流電壓轉(zhuǎn)變成脈寬調(diào)制的交流電壓,然后利用推挽變壓器轉(zhuǎn)換成310V直流電,最后由全橋變換器把高壓直流逆變成所需的交流電,通過檢測(cè)輸出電壓,將采樣信號(hào)送入控制電路,并采用了高性能的DSP控制芯片TMS320F2812以實(shí)現(xiàn)SPWM信號(hào)的產(chǎn)生以及模糊控制算法等功能。分析和仿真結(jié)果相符,從而為逆變電源的軟件研究打下了基礎(chǔ)。 軟件部分主要研究了模糊自整定PI雙閉環(huán)控制算法。從逆變電源輸出特性的理論分析入手,根據(jù)逆變電源的數(shù)學(xué)模型,建立了單相SPWM逆變電源完整的MATLAB仿真模型。為了獲得高性能的逆變電源,依據(jù)所建立的數(shù)學(xué)模型和仿真模型,提出了新型的單相逆變電源的設(shè)計(jì)方案:模糊自整定PI雙閉環(huán)控制設(shè)計(jì)方案。從大量的仿真結(jié)果中可以看出輸出電壓波形具有較低的總諧波畸變率(THD),同時(shí)還獲得了良好的穩(wěn)態(tài)和動(dòng)態(tài)特性。 【關(guān)鍵詞】：逆變電源 光伏 蓄電池 模糊控制
【學(xué)位授予單位】：武漢理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2006
【分類號(hào)】：TM464
【目錄】：

• 第1章 緒論8-13
• 1.1 光電發(fā)展的背景8-9
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀9-12
• 1.2.1 國外太陽能光電技術(shù)的發(fā)展?fàn)顩r9-11
• 1.2.2 國內(nèi)太陽能光電技術(shù)的發(fā)展?fàn)顩r11-12
• 1.3 本文的研究目的及主要研究?jī)?nèi)容12-13
• 第2章 光伏陣列13-22
• 2.1 太陽能電池及其特性13-14
• 2.2 光伏陣列的設(shè)計(jì)14-19
• 2.2.1 設(shè)計(jì)原則和思路15-17
• 2.2.2 光伏陣列尺寸的估算17-19
• 2.3 最大功率點(diǎn)跟蹤控制(MPPT)19-22
• 第3章 蓄電池22-34
• 3.1 蓄電池的基本概念與特性22-23
• 3.2 鉛酸蓄電池充放電原理23-24
• 3.2.1 放電過程23
• 3.2.2 充電過程23-24
• 3.3 鉛酸蓄電池的電性能24-28
• 3.3.1 鉛酸蓄電池的容量24-26
• 3.3.2 鉛酸蓄電池充放電特性26-27
• 3.3.3 鉛酸蓄電池內(nèi)阻變化特性27-28
• 3.4 鉛酸蓄電池性能測(cè)量28-29
• 3.4.1 鉛酸蓄電池電參數(shù)的測(cè)量28
• 3.4.2 剩余容量的測(cè)量方法28-29
• 3.4.3 鉛酸蓄電池壽命的測(cè)定29
• 3.5 蓄電池的四階動(dòng)態(tài)模型29-31
• 3.6 蓄電池的充電控制電路31-34
• 第4章 逆變電路設(shè)計(jì)34-58
• 4.1 電力電子開關(guān)器件及其應(yīng)用34-35
• 4.2 逆變的概念35-36
• 4.3 SPWM逆變?cè)?/span>36-41
• 4.4 逆變電路中死區(qū)的影響及其補(bǔ)償41-42
• 4.5 逆變主電路42
• 4.6 DC/DC變換42-43
• 4.7 推挽變壓器的設(shè)計(jì)43-50
• 4.7.1 概述43-44
• 4.7.2 磁性材料44-45
• 4.7.3 推挽變壓器設(shè)計(jì)45-50
• 4.8 DC/AC變換50
• 4.9 全橋逆變電路功率開關(guān)管驅(qū)動(dòng)電路50-52
• 4.10 高性能逆變控制電路52-58
• 4.10.1 TMS320F2812簡(jiǎn)介52
• 4.10.2 TMS320F2812資源分配52-53
• 4.10.3 單元電路的設(shè)計(jì)53-57
• 4.10.4 逆變系統(tǒng)框架圖57-58
• 第5章 單相 SPWM逆變器仿真模型58-62
• 5.1 電路模型58-59
• 5.2 單相 SPWM逆變器仿真模型59-62
• 第6章 模糊自整定 PI雙閉環(huán)控制器設(shè)計(jì)62-76
• 6.1 模糊控制的基本原理62-65
• 6.2 模糊啟整定PI雙閉環(huán)控制設(shè)計(jì)方案65-70
• 6.3 仿真研究70-76
• 第7章 總結(jié)76-77
• 7.1 工作總結(jié)76
• 7.2 工作展望76-77
• 參考文獻(xiàn)77-79
• 作者在攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文79-80
• 致謝80

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一種新的模糊內(nèi)模預(yù)估控制器及應(yīng)用    劉暾東,楊智,方廷健

基于DSP的變速恒頻電源數(shù)字變換器平臺(tái)    陳新

細(xì)絲CO_2焊焊炬高度的雙模分段控制系統(tǒng)研究    王雅生,蔡洪能,單茂華,張國棟

光源跟蹤伺服系統(tǒng)模糊PID制的仿真研究    孔祥純;肖航;陳林根;孫豐瑞;

模糊自整定PID控制器設(shè)計(jì)及其MATLAB仿真    黃贊;陳偉文;

AHU系統(tǒng)中模糊自整定PID控制器模擬    沈國民;舒剛;王春香;

基于Cortex-M3的參數(shù)模糊自整定PID控制器的研究    王群;王磊;

基于Fuzzy-PID的風(fēng)力發(fā)電機(jī)潤(rùn)滑油溫度控制系統(tǒng)    鄭翔;劉軍;

車輛液壓自發(fā)電系統(tǒng)的模糊自適應(yīng)控制仿真    馮殿軍;朱曉明;侯文禮;

模糊自整定PID算法在鍋爐壓力系統(tǒng)中的應(yīng)用    李強(qiáng);屈寶存;葛智強(qiáng);

機(jī)載光電跟蹤系統(tǒng)的模糊自整定PID控制    高嵩;朱峰;肖秦琨;何寧;

細(xì)絲二氧化碳焊接焊炬高度自動(dòng)控制系統(tǒng)的研究    蔡洪能,王家林,王雅生,單茂華,張國棟

基于模糊自整定PID算法的輪胎試驗(yàn)機(jī)控制系統(tǒng)    張?jiān)?楊小樂;呂艷;

隧道式微波加熱溫控算法研究與軟件設(shè)計(jì)    傅天煜;王希;楊國輝;

基于MATLAB供熱溫度模糊自整定PID控制系統(tǒng)仿真    蔣蔚;印平;曹麗婷;

PID參數(shù)的模糊自整定    曲強(qiáng);陳雪波;

基于模糊自整定PID控制的轉(zhuǎn)臺(tái)系統(tǒng)    寇懷成;王宗學(xué);

單片機(jī)模糊自整定PID參數(shù)控制器在直流調(diào)速系統(tǒng)中的應(yīng)用研究    趙楠楠;張春來;

模糊自整定PID控制器設(shè)計(jì)及其魯棒性分析    馮冬青;張頌;沈大中;

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大型能耗監(jiān)控系統(tǒng)通信網(wǎng)絡(luò)及控制策略研究    王彥

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超低頻振動(dòng)校準(zhǔn)系統(tǒng)的研究    佘天莉

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