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潮流发电嵌入式计算机控制系统研究

冷欣  
【摘要】:在能源消耗日益增长、环境污染日渐严重的今天,作为可再生绿色能源的潮流能成为世界各国普遍重视的能源,潮流发电技术也成为各国学者竞相研究的热点。 本文从潮流发电领域的关键技术电能转换方面进行了较为全面的从仿真到实验、从理论到实践的深入研究,同时对具有广泛潜在应用前景的嵌入式系统也进行了详尽地理论分析,把两者有机地结合起来,为今后进一步的深入研究奠定了一定的理论基础。 本文重点讨论了以交直交为主回路的潮流发电控制系统,主要完成逆变电路的控制、蓄电池充电控制和与上位机的通讯三大功能,实现一个恒频恒压系统,保证无论潮流如何变化,我们都可以使用户得到稳定的交流电。本文以PWM逆变控制为理论基础,研究了潮流发电系统的主回路结构,并且根据方案进行了MATLAB软件仿真。在MATLAB软件仿真里,简要的介绍了潮流发电中各个模块,最后搭建了潮流发电模型,进行仿真,仿真结果证明这种方法是可行的。在控制器的设计方面,本文采用了嵌入式微处理器LPC2210,深入研究了芯片的硬件结构,根据系统需求,结合PWM波发生器SA4828实现对逆变电路的控制;蓄电池的充电控制环节则由LPC2210内部的脉宽调制器来实现。本文对嵌入式操作系统uC/OS-Ⅱ进行了详细地介绍,将嵌入式操作系统uC/OS-Ⅱ移植到LPC2210上,减轻了系统应用程序开发的工作量。在软件设计中,提出了PI算法和中值滤波算法,并给出了程序流程图。试验结果也证明该方法的可行性。 最后,根据理论分析和仿真结果研制出了一套完整的电能转换装置,进行了一系列的实验,所观测的波形均与理论研究相一致,证明了该系统具有很强的应用价值。


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