基于光伏轉(zhuǎn)換的移動(dòng)機(jī)器人自動(dòng)充電系統(tǒng)設(shè)計(jì)

【摘要】：本文以實(shí)現(xiàn)太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)對(duì)移動(dòng)機(jī)器人快速、高效的自動(dòng)充電為目標(biāo)，在查閱了大量文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上，初步研究了基于光伏轉(zhuǎn)換的移動(dòng)機(jī)器人自主充電系統(tǒng)設(shè)計(jì)，取得了一些具有理論意義和工程實(shí)用價(jià)值的成果，主要內(nèi)容包括： 1．從理論研究了超級(jí)電容器的充放電特性，實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了超級(jí)電容器的快速充電以及提供瞬時(shí)高功率的特性。為了解決超級(jí)電容器組的電壓均衡問(wèn)題，設(shè)計(jì)了一種主動(dòng)均衡電路，既可以快速實(shí)現(xiàn)電壓均衡，且能耗較低。 2．分析比較了蓄電池的四種充電方式，通過(guò)對(duì)密封式鉛酸蓄電池進(jìn)行的混合充電以及恒壓充電實(shí)驗(yàn)試驗(yàn)，驗(yàn)證了恒流-恒壓混合充電方式，可以較快得為蓄電池進(jìn)行充電，滿足移動(dòng)機(jī)器人的蓄電池使用要求。 3．通過(guò)理論分析比較了幾類(lèi)超級(jí)電容器組與蓄電池的結(jié)合方式的優(yōu)缺點(diǎn)，實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了超級(jí)電容器組通過(guò)DC/DC轉(zhuǎn)換器與蓄電池并聯(lián)的結(jié)構(gòu)，既可以使超級(jí)電容器組在移動(dòng)機(jī)器人的啟動(dòng)過(guò)程中提供瞬時(shí)的高功率，減少頻繁啟動(dòng)對(duì)蓄電池壽命的不利影響，同時(shí)也吸收制動(dòng)過(guò)程中回饋的再生能量，減少能量的浪費(fèi)。 4．根據(jù)移動(dòng)機(jī)器人智能自主快速充電對(duì)控制器的要求，以及光伏系統(tǒng)中的充電控制方法，設(shè)計(jì)了滿足移動(dòng)機(jī)器人需要的自動(dòng)充電控制器的總體方案。介紹了基于不同原理實(shí)現(xiàn)的太陽(yáng)跟蹤器，并選擇了一款基于太陽(yáng)位置算法的二自由度跟蹤系統(tǒng)，論述了基本原理及其組成，最后給出了確定太陽(yáng)高度角和方位角的具體算法。在此基礎(chǔ)上，建立了跟蹤器的數(shù)學(xué)模型，根據(jù)PID算法對(duì)原始系統(tǒng)進(jìn)行了校正，并對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行了動(dòng)態(tài)仿真，并對(duì)不同增益、轉(zhuǎn)動(dòng)慣量和阻尼參數(shù)變化時(shí)的仿真結(jié)果進(jìn)行了分析。研究表明，系統(tǒng)的固有頻率和阻尼比對(duì)響應(yīng)的快速性、穩(wěn)定性影響很大，在設(shè)計(jì)傳動(dòng)系統(tǒng)參數(shù)時(shí)，需要綜合考慮。 【關(guān)鍵詞】：超級(jí)電容器 DC/DC變換器 光伏 太陽(yáng)跟蹤器 機(jī)器人
【學(xué)位授予單位】：湖南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2010
【分類(lèi)號(hào)】：TP242
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第1章 緒論8-18
• 1.1 選題意義8-9
• 1.1.1 選題背景8
• 1.1.2 選題目的和意義8-9
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀9-16
• 1.2.1 超級(jí)電容器9-11
• 1.2.2 太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)11-14
• 1.2.3 移動(dòng)機(jī)器人充電系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀14-16
• 1.3 研究工作及論文主要內(nèi)容16-18
• 第2章 超級(jí)電容器的特性18-31
• 2.1 超級(jí)電容器概述18-21
• 2.1.1 超級(jí)電容器原理18-19
• 2.1.2 超級(jí)電容器的基本性能參數(shù)和分類(lèi)19
• 2.1.3 超級(jí)電容器的特性19-21
• 2.2 超級(jí)電容器的充放電特性研究21-25
• 2.2.1 超級(jí)電容器的充電21-23
• 2.2.2 超級(jí)電容器的放電23-25
• 2.3 超級(jí)電容器 ESR 的測(cè)定25-27
• 2.4 超級(jí)電容器組的均壓27-30
• 2.4.1 影響超級(jí)電容器組均壓的因素27-28
• 2.4.2 超級(jí)電容器組的電壓均衡方式28-29
• 2.4.3 超級(jí)電容器組的充放電實(shí)驗(yàn)29-30
• 2.5 本章小結(jié)30-31
• 第3章 密封式鉛酸蓄電池的充放電特性31-40
• 3.1 蓄電池概述31-33
• 3.1.1 各類(lèi)蓄電池性能比較31-32
• 3.1.2 蓄電池的基本特性32-33
• 3.2 鉛酸蓄電池的充放電特性33-39
• 3.2.1 蓄電池的充電方法33-35
• 3.2.2 鉛酸蓄電池的充電實(shí)驗(yàn)35-38
• 3.2.3 鉛酸蓄電池的放電38-39
• 3.3 本章小結(jié)39-40
• 第4章 蓄電池-超級(jí)電容器混合系統(tǒng)40-48
• 4.1 蓄電池單獨(dú)為直流電機(jī)供能40-42
• 4.1.1 機(jī)器人啟動(dòng)時(shí)所用直流電機(jī)的選擇40-41
• 4.1.2 鉛酸蓄電池單獨(dú)為直流電機(jī)供電實(shí)驗(yàn)41-42
• 4.2 蓄電池與超級(jí)電容器結(jié)合使用42-46
• 4.2.1 超級(jí)電容器組連接方式選擇42-43
• 4.2.2 蓄電池與超級(jí)電容器組聯(lián)合使用43-46
• 4.3 本章小結(jié)46-48
• 第5章 基于光電轉(zhuǎn)換的自動(dòng)充電系統(tǒng)研究48-67
• 5.1 光伏發(fā)電系統(tǒng)48-50
• 5.1.1 系統(tǒng)的基本組成48-49
• 5.1.2 系統(tǒng)的能流模型49-50
• 5.2 移動(dòng)機(jī)器人充電控制方案研究50-52
• 5.2.1 PWM 充電控制方法50-51
• 5.2.2 總體方案設(shè)計(jì)51-52
• 5.3 太陽(yáng)跟蹤器原理52-57
• 5.3.1 太陽(yáng)跟蹤器分類(lèi)52-53
• 5.3.2 二自由度太陽(yáng)能跟蹤系統(tǒng)結(jié)構(gòu)53-57
• 5.4 太陽(yáng)跟蹤器數(shù)學(xué)建模和仿真57-65
• 5.4.1 跟蹤器傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的數(shù)學(xué)模型57-61
• 5.4.2 原始系統(tǒng)的 PID 校正61-63
• 5.4.3 仿真結(jié)果分析63-65
• 5.5 本章小結(jié)65-67
• 結(jié)論67-69
• 參考文獻(xiàn)69-73
• 附錄73-75
• 致謝75-76
• 碩士期間發(fā)表論文76-77

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基于非線性Kalman濾波器的輪式滑動(dòng)轉(zhuǎn)向移動(dòng)機(jī)器人定位誤差分析    王鴻鵬;劉景泰;

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新松公司：不斷征服新領(lǐng)域    高級(jí)記者 馬馳

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多運(yùn)動(dòng)模式輪腿移動(dòng)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)學(xué)分析與研究    宋孟軍

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