基于超級(jí)電容的電梯節(jié)能控制系統(tǒng)研究與設(shè)計(jì)

【摘要】： 隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,能源需求量越來(lái)越高,能源緊缺成為限制各個(gè)領(lǐng)域發(fā)展的主要因素之一。近些年來(lái)建筑業(yè)和交通業(yè)得到長(zhǎng)足發(fā)展,電梯也得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用,而作為耗能大戶的電梯其運(yùn)行能耗十分驚人。因此,研究電梯節(jié)能控制技術(shù),具有十分重要的社會(huì)意義和經(jīng)濟(jì)價(jià)值。 本文研究、設(shè)計(jì)了基于超級(jí)電容的電梯節(jié)能控制系統(tǒng),主要工作如下： 首先對(duì)系統(tǒng)的總體需求進(jìn)行了分析,在此基礎(chǔ)上完成了節(jié)能控制系統(tǒng)總體設(shè)計(jì),包括系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)和功能設(shè)計(jì)、系統(tǒng)控制結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和軟硬件總體設(shè)計(jì)。 詳細(xì)分析了電梯系統(tǒng)運(yùn)行特點(diǎn)、電梯運(yùn)行過(guò)程中速度和功率特性,對(duì)運(yùn)行過(guò)程中的能量需求和反饋電能進(jìn)行了計(jì)算,在此基礎(chǔ)上完成了對(duì)系統(tǒng)關(guān)鍵部件-超級(jí)電容的選型；同時(shí),對(duì)超級(jí)電容裝置中的均壓裝置也進(jìn)行了分析、比較與選型。 完成了系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)：詳細(xì)介紹了BUCK/BOOST變換器和各種信號(hào)傳感器的選型,以高性能DSP芯片為控制核心,設(shè)計(jì)了控制系統(tǒng)硬件電路,分別開(kāi)發(fā)了電源模塊、隔離驅(qū)動(dòng)、通訊和顯示等硬件電路模塊。 設(shè)計(jì)了系統(tǒng)節(jié)能控制算法并完成了軟件系統(tǒng)的開(kāi)發(fā),針對(duì)DC/DC變換器開(kāi)關(guān)器件通斷控制,設(shè)計(jì)PI算法,完成系統(tǒng)控制；采用模塊化軟件設(shè)計(jì)方法,分別開(kāi)發(fā)了控制模塊、通訊模塊、顯示模塊、信號(hào)調(diào)理模塊和保護(hù)等模塊等程序模塊。 對(duì)系統(tǒng)的軟硬件模塊進(jìn)行了調(diào)試,并對(duì)結(jié)果進(jìn)行了分析。最后對(duì)研究工作進(jìn)行了總結(jié)和展望。 【關(guān)鍵詞】：超級(jí)電容 電梯 節(jié)能 控制 儲(chǔ)能
【學(xué)位授予單位】：南京理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2010
【分類號(hào)】：TP273
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-5
• 目錄5-8
• 1 緒論8-16
• 1.1 電梯與節(jié)能8-9
• 1.1.1 我國(guó)電梯應(yīng)用現(xiàn)狀8
• 1.1.2 電梯節(jié)能技術(shù)8-9
• 1.2 超級(jí)電容的發(fā)展現(xiàn)狀及應(yīng)用9-14
• 1.2.1 超級(jí)電容發(fā)展現(xiàn)狀9-10
• 1.2.2 超級(jí)電容的特點(diǎn)10-12
• 1.2.3 超級(jí)電容應(yīng)用領(lǐng)域12-14
• 1.3 超級(jí)電容在電梯節(jié)能中的應(yīng)用14
• 1.4 課題背景和主要工作14-16
• 2 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)16-22
• 2.1 系統(tǒng)整體功能設(shè)計(jì)16-18
• 2.1.1 電梯運(yùn)行過(guò)程分析16-17
• 2.1.2 系統(tǒng)整體功能結(jié)構(gòu)17-18
• 2.2 系統(tǒng)控制結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)18-19
• 2.3 系統(tǒng)硬件總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)19
• 2.4 系統(tǒng)軟件總體設(shè)計(jì)19-21
• 2.5 本章小結(jié)21-22
• 3 超級(jí)電容器選型22-33
• 3.1 電梯基本運(yùn)行情況分析22-24
• 3.2 電梯運(yùn)行過(guò)程中的能量計(jì)算24-29
• 3.3 超級(jí)電容相關(guān)參數(shù)選取29-31
• 3.3.1 超級(jí)電容容量和工作電流選擇29-30
• 3.3.2 工作電壓的選取30-31
• 3.4 超級(jí)電容器組均壓裝置31-32
• 3.5 本章小結(jié)32-33
• 4 硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)33-49
• 4.1 系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)33-34
• 4.2 主要器件選型34-37
• 4.2.1 DSP芯片選型34
• 4.2.2 DC/DC變換器設(shè)計(jì)選型34-37
• 4.2.3 傳感器選型37
• 4.3 DC/DC變換器控制37-40
• 4.3.1 DC/DC變換器控制37-38
• 4.3.2 DC/DC變換器軟開(kāi)關(guān)設(shè)計(jì)38-40
• 4.4 硬件電路模塊設(shè)計(jì)40-48
• 4.4.1 電源模塊設(shè)計(jì)40-41
• 4.4.2 隔離驅(qū)動(dòng)模塊設(shè)計(jì)41-42
• 4.4.3 信號(hào)調(diào)理模塊設(shè)計(jì)42-44
• 4.4.4 CAN總線通訊模塊設(shè)計(jì)44-45
• 4.4.5 SCI串口通訊模塊設(shè)計(jì)45-46
• 4.4.6 顯示模塊設(shè)計(jì)46-47
• 4.4.7 時(shí)鐘振蕩模塊47
• 4.4.8 JTAG接口模塊47-48
• 4.5 本章小結(jié)48-49
• 5 系統(tǒng)控制算法和軟件設(shè)計(jì)49-63
• 5.1 PWM信號(hào)生成49-50
• 5.2 系統(tǒng)軟件算法實(shí)現(xiàn)50-54
• 5.2.1 整體算法流程50-51
• 5.2.2 DC/DC變換器控制51-54
• 5.3 系統(tǒng)程序模塊設(shè)計(jì)54-61
• 5.3.1 系統(tǒng)中斷子程序54
• 5.3.2 SCI串口通訊模塊設(shè)計(jì)54-56
• 5.3.3 CAN總線模塊設(shè)計(jì)56-58
• 5.3.4 顯示模塊設(shè)計(jì)58-59
• 5.3.5 傳感器采樣信號(hào)調(diào)理模塊設(shè)計(jì)59-60
• 5.3.6 保護(hù)模塊設(shè)計(jì)60-61
• 5.4 系統(tǒng)整體控制算法流程61-62
• 5.5 本章小結(jié)62-63
• 6 系統(tǒng)調(diào)試63-69
• 6.1 開(kāi)關(guān)器件驅(qū)動(dòng)信號(hào)63-64
• 6.1.1 開(kāi)關(guān)器件驅(qū)動(dòng)電壓波形63
• 6.1.2 死區(qū)設(shè)置63-64
• 6.2 系統(tǒng)模塊調(diào)試結(jié)果64-69
• 6.2.1 SCI通訊模塊調(diào)試結(jié)果64-65
• 6.2.2 CAN總線通訊模塊調(diào)試結(jié)果65-67
• 6.2.3 A/D轉(zhuǎn)換模塊調(diào)試結(jié)果67-68
• 6.2.4 顯示模塊調(diào)試結(jié)果68
• 6.2.5 定時(shí)器中斷模塊調(diào)試結(jié)果68-69
• 7 總結(jié)與展望69-71
• 7.1 全文總結(jié)69-70
• 7.2 研究展望70-71
• 致謝71-72
• 參考文獻(xiàn)72-76
• 碩士期間的學(xué)術(shù)成果76

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