風(fēng)光互補發(fā)電系統(tǒng)

北京理工大學(xué)珠海學(xué)院2010屆本科生畢業(yè)論文圖3-55V電壓產(chǎn)生電路3.3.35V電壓產(chǎn)生電路圖3-6為數(shù)字3.3V電壓產(chǎn)生電路，該電路由兩個直流模塊組成，先使用IB2405LS/D-2W將24V電壓變?yōu)?V電壓，再利用芯片LM3940將5V電壓變?yōu)?.3V電壓。LM3940使用時輸入和輸出側(cè)必須要有濾波電容，否則無法正常工作。該電路主要向控制板的DSP及其外圍電路和驅(qū)動芯片輸入端進行供電。圖3-6數(shù)字3.3V電壓產(chǎn)生電路圖3-7是產(chǎn)生3.3V模擬電源的電路，利用小磁珠將數(shù)字3.3V和模擬3.3V、數(shù)字地和模擬地進行隔離，得到干凈的模擬電源，作為運放輸入的參考電壓使用。圖中DS為電源指示燈，R55為限流電阻，當(dāng)系統(tǒng)上電后，DS發(fā)光表明供電模塊正常。圖3-7模擬3.3V電壓產(chǎn)生電路3.4檢測模塊3.4.1電壓檢測電路電壓檢測電路如圖3-8所示，該系統(tǒng)直接利用電阻分壓進行電壓檢測。分壓電阻根據(jù)端電壓的最大值大進行選取，當(dāng)端電壓為最大值時，使分壓結(jié)果為3.3V即可。C為濾波電容，濾除高頻噪聲。D1、D2為限壓保護二極管，當(dāng)檢測電壓低于0V時，下管D2導(dǎo)通，將輸出電壓U牽制在0V，而當(dāng)檢測電壓高于3.3V時，上管D1導(dǎo)通，從而將輸出電壓U牽制在了3.3V，所以輸出電壓U只在0V到3.3V之間，不會對DSP產(chǎn)生損壞。3.4.2電流檢測電路電流檢測電路如圖3-9所示，利用一個采樣電阻進行電流檢測。Ra為50m?采樣電阻，最大可通過5A電流，C為濾波電容。由于采樣電阻很小，所以需要進行進一步的處理才能輸入到DSP，圖3-10為電流檢測信號放大調(diào)理電路。該電路共有兩級運放，由于所檢測的蓄電池電流有正負(fù)之分，所以運放利用正負(fù)電源進行供電。電路選用雙運放芯片OP284，該芯片具有供電電壓范圍寬，增益穩(wěn)定，溫漂小，帶寬大，噪聲小等特點，完全可以滿足電路設(shè)計需要。圖3-8電壓檢測電路圖3-9電流檢測電路圖3-10電流檢測信號放大調(diào)理電路電路第一級為信號放大環(huán)節(jié)，設(shè)其增益為A1，輸入為V1in，輸出為V1out，則有：(3-1)該環(huán)節(jié)放大電路將采樣電阻檢測得到的微小電壓信號，放大為-3.3V~+3.3V的電壓信號。由于DSP的輸入只能是0V~3.3V的電壓信號，所以需要偏置環(huán)節(jié)將前級放大信號調(diào)整到合適的范圍，調(diào)理環(huán)節(jié)實際上就是給前級輸出加一個直流偏置，將-3.3V~+3.3V的電壓信號變換為0V~3.3V的電壓信號。調(diào)理環(huán)節(jié)的輸入為V1out，設(shè)其輸出為V2in，則有：(3-2)第二級運放為電壓跟隨電路，設(shè)其輸出為V2out，則有：(3-3)該環(huán)節(jié)將調(diào)整好的電壓信號直接輸出，起緩沖穩(wěn)壓作用。最后的環(huán)節(jié)是對信號進行濾波與保護，該環(huán)節(jié)的作用和電壓檢測電路中介紹的作用相同。3.5驅(qū)動模塊由于DSP發(fā)出的PWM信號不能直接驅(qū)動IGBT工作，IGBT工作時需要+15V的開柵電壓和低于0V的關(guān)柵電壓，所以本文選用惠普公司專用驅(qū)動芯片HCPL3120。它是一種專門用于驅(qū)動IGBT的光耦隔離式集成驅(qū)動芯片，最高開關(guān)頻率可達2MHz，輸出驅(qū)動電壓變化范圍大，它可以驅(qū)動1200V/100A的IGBT。圖3-11是該芯片的功能框圖和真值表。當(dāng)光耦導(dǎo)通時，如果所加電壓VCC–VEE大于13.5V，芯片輸出高電平VO=VCC–VEE，驅(qū)動IGBT開通；當(dāng)光耦關(guān)斷時，芯片輸出低電平使IGBT關(guān)斷。圖3-11HCPL3120的功能框圖和真值表圖3-12驅(qū)動電路原理圖圖3-12為驅(qū)動電路的原理圖，將芯片中內(nèi)部發(fā)光二極管的正端接3.3V高電平，負(fù)端接控制信號GA_A，當(dāng)GA_A為低電平時，內(nèi)部光耦導(dǎo)通，輸出高電平驅(qū)動IGBT開通，當(dāng)GA_A為高電平，內(nèi)部光耦關(guān)斷，輸出低電平使IGBT關(guān)斷。R10為內(nèi)部二極管的限流電阻，C21為電源濾波電容，該電容必須有，不然芯片可能無法正常工作。C26、R20、D9是為了確保IGBT可靠關(guān)斷，R25用來限制柵極du/dt不至過大，DZ5用來穩(wěn)定驅(qū)動輸出電壓，使之保持在0～15V之間。4風(fēng)光互補發(fā)電系統(tǒng)的軟件設(shè)計4.1軟件實現(xiàn)功能軟件實現(xiàn)以Freescale公司DSP56F8013為控制核心，分別控制太陽能電池輸出模擬裝置的全橋變換器，直流電機電樞電流控制的橋式整流電路和蓄電池充電電路中的交錯并聯(lián)DC/DC變換器。4.1.1模擬太陽能電池輸出裝置軟件主要實現(xiàn)功能●對采樣檢測到的模擬信號進行AD轉(zhuǎn)換；●對AD轉(zhuǎn)換后的采樣信號進行軟件低通濾波，對系統(tǒng)進行軟件保護；●根據(jù)檢測信號得到相應(yīng)的控制策略和控制量；●產(chǎn)生4路PWM脈沖信號，控制主電路中四只IGBT開關(guān)管的開通和關(guān)斷。4.1.2直流電機電樞電流控制軟件主要實現(xiàn)功能●對采樣檢測到的模擬信號進行AD轉(zhuǎn)換；●對AD轉(zhuǎn)換后的采樣信號進行軟件低通濾波，對系統(tǒng)進行軟件保護；●使用外部中斷計算脈沖編碼器的脈沖數(shù)，進而計算直流電機轉(zhuǎn)速；●根據(jù)檢測信號得到相應(yīng)的控制策略和控制量；●產(chǎn)生4路PWM脈沖信號，控制主電路中四只IGBT開關(guān)管的開通和關(guān)斷。4.1.3蓄電池充電電路軟件主要實現(xiàn)功能●對采樣檢測到的模擬信號進行AD轉(zhuǎn)換；●對AD轉(zhuǎn)換后的采樣信號進行軟件低通濾波，對系統(tǒng)進行軟件保護；●根據(jù)檢測信號得到相應(yīng)的控制策略和控制量；●產(chǎn)生4路PWM脈沖信號，控制主電路中四只IGBT開關(guān)管的開通和關(guān)斷。4.2軟件設(shè)計工具本系統(tǒng)主要使用的軟件為Motorola公司DSP的軟件開發(fā)調(diào)試工具CodeWarrior和其嵌入式PE(ProcessorExpert)軟件包。[17]對于DSP56800系列產(chǎn)品，飛思卡爾提供了兩個有力的軟件開發(fā)工具。一個是CodeWarrior集成開發(fā)環(huán)境，是一種可靠的用于交叉匯編，交叉C編譯、鏈接和調(diào)試的開發(fā)工具；另外一個是軟件開發(fā)工具PE(ProcessorExpert)軟件包它提供了各種外設(shè)模塊的驅(qū)動程序和接口。4.2.1軟件開發(fā)環(huán)境CodeWarrior概述CodeWarrior集成開發(fā)環(huán)境包含了一個可視化的工程創(chuàng)建和管理系統(tǒng)，對源代碼文件和庫進行全面的管理，降低了工程的復(fù)雜性。它帶有一個代碼編輯器，采用了習(xí)慣的拼寫風(fēng)格，是建立和修改源代碼的理想工具。它還帶有一個C源碼級的調(diào)試器，提供基于WINDOWS的代碼調(diào)試功能，可視化地顯示復(fù)雜的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和表達式的內(nèi)容，大大加快了系統(tǒng)開發(fā)的速度，提高了工作效率?？傊?，CodeWarriorIDE允許設(shè)計人員可視化地進行代碼編輯、鏈接、調(diào)試和內(nèi)核仿真等多種操作。4.2.2PE(ProcessorExpert)概述PE(ProcessorExpert)是CodewarriorIDE中集成的軟件包，內(nèi)置自動代碼生成工具；并且具有數(shù)據(jù)可視化和帶模板的項目管理工具，可以根據(jù)用戶的要求選擇需要的外設(shè)模塊，利用圖形化的用戶接口，對選定的模塊進行設(shè)置，自動創(chuàng)建初始化代碼，并按照要求生成一些功能代碼。能夠顯著縮短開發(fā)時間、提高代碼質(zhì)量。使用該軟件開發(fā)應(yīng)用系統(tǒng)，可極大減少用戶的工作量，大大提高系統(tǒng)的開發(fā)效率。利用PE可以花較少的時間了解所應(yīng)用的DSP，就可以通過嵌入式豆將所需的功能進行配置，并完成驅(qū)動程序的生成，所以用戶就可以快速建立一個初步的應(yīng)用軟件進行測試和改進，使用戶專心開發(fā)用戶系統(tǒng)特有的程序而不必拘泥于芯片的細(xì)節(jié)設(shè)置。由于ProcessorExpert具有上述特性，因此對于它的操作就非常簡單便捷。一切操作都是圍繞每一個EmbeddedBean的“特性”、“方法”和“事件”這三種屬性產(chǎn)生的。下面就結(jié)合ProcessorExpert的界面來介紹對它的操作[18]。4.3程序?qū)崿F(xiàn)方法及流程圖4.3.1模擬太陽能電池輸出流程圖模擬太陽能電池輸出時，在主函數(shù)進行了各模塊的初始化，在ADC中斷中實現(xiàn)了AD轉(zhuǎn)換與濾波,在PWM重載中斷中實現(xiàn)PI控制與PWM給定，在定時器中斷中判斷電路有無過流，有過流則關(guān)閉PWM輸出。圖4-1模擬太陽能電池輸出流程圖其中ADC與PWM同步轉(zhuǎn)換。其實現(xiàn)為每次PWM中斷開啟使能AD轉(zhuǎn)換中斷，進入AD中斷之后AD轉(zhuǎn)換濾波完畢后關(guān)閉ADC，等待下一次進入PWM重載中斷在此開啟AD后才進行下一次AD轉(zhuǎn)換。這樣，沒執(zhí)行一次PWM重載只執(zhí)行一次AD轉(zhuǎn)換。4.3.2模擬風(fēng)機流程圖模擬風(fēng)機時，在主函數(shù)進行了各模塊的初始化，在ADC中斷中實現(xiàn)了采樣電壓、電流的AD轉(zhuǎn)換與濾波,在PWM重載中斷中實現(xiàn)PI控制與PWM給定，當(dāng)脈沖編碼器有脈沖產(chǎn)生時進入外部中斷，在外部中斷中進行脈沖計數(shù)并判斷電機是否轉(zhuǎn)速太高，在定時器中斷中判斷電路有無過流，有過流則關(guān)閉PWM輸出，同時進行電機轉(zhuǎn)速的計算。圖4-2模擬風(fēng)機流程圖4.3.3蓄電池充電電路流程圖程序控制交錯并聯(lián)BUCK-BOOST變換器實現(xiàn)電池兩階段充電，程序中應(yīng)用到了ADC中斷和PWM重載中斷。首先在主函數(shù)進行了各模塊的初始化，在ADC中斷中實現(xiàn)了采樣電壓、電流的AD轉(zhuǎn)換與濾波,并判斷是否有過流和過壓的情況，如果有則使CONTROL_STATE置0，然后關(guān)閉ADC跳出中斷，跳出中斷；否則根據(jù)采樣電流電壓判斷蓄電池電量，選擇相應(yīng)的控制策略給CHARGE_STATE賦不同的值。圖4-3主電路控制流程圖主程序和AD中斷程序在PWM重載中斷中首先判斷CONTROL_STATE狀態(tài)，如果為0則封鎖PWM輸出，否則通過讀取CHARGE_STATE的值來判斷蓄電池充電控制策略，CHARGE_STATE為0，則四路PWM均給0，CHARGE_STATE不等于0則根據(jù)CHARGE_STATE狀態(tài)和采樣電流電壓計算期望的給定電壓Vref，比較Vin和Vref選擇Buck或者Boost控制策略，同時將另一組PI歷史積分值置0，并實現(xiàn)PI控制產(chǎn)生PWM給定，之后進行ADC中斷使能。圖4-4主電路控制流程圖PWM重載中斷程序4.4程序關(guān)鍵部分的實現(xiàn)4.4.1使用DSP芯片實現(xiàn)PWM移相Freescale公司DSP56F8013芯片可以配置成三個互補的PWM輸出或六個獨立的PWM輸出或二者的組合?？梢栽O(shè)置成為邊沿對齊模式或者中心對齊模式，6個PWM通道共用一個PWM計數(shù)器，可以實現(xiàn)中心對齊模式下的半周期重載或1-16個PWM周期重載。[19]4.4.觀察單極性移相PWM四路控制信號的波形可以看到PWM1和PWM2的導(dǎo)通中心是相同的，所以在實現(xiàn)時可以將PWM設(shè)置成中心對齊模式；同時可以看到PWM1和PWM2導(dǎo)通時間之和是一個周期，而PWM1的占空比與PWM2的占空比之差正是實際的占空比，所以PWM1占空比50%+D/2，PWM2的占空比50%-D/2，重載后四路PWM波形即如圖4-11(c)所示。4.4.3因為Freescale公司DSP56F8013芯片6個PWM通道共用一個PWM計數(shù)器，所以不能夠直接產(chǎn)生移相的PWM波形。對于雙極性的移相PWM控制要求兩個互補的PWM信號，占空比均為50%，但是它們之間要求可以在0-180度范圍內(nèi)調(diào)節(jié)相差。該PWM波形可由以下方法產(chǎn)生：設(shè)置PWM模塊中心對齊模式，半周期重載，第一個PWM信號直接給占空比50%，第二個的PWM信號在前半個PWM周期中給一個占空比D1，后半個周期給一個占空比100-D1，則兩個PWM信號占空比均為50%，而在相位上有一個等于（50-D1）/100的相差，最多可以超前或滯后90度，如果兩個PWM信號均用上述半周期改變占空比的方法，則可以產(chǎn)生最多超前或滯后180度的PWM輸出。4.4.4DSP定標(biāo)和標(biāo)幺化4.4.4.在定點DSP中，采用定點數(shù)進行數(shù)值運算其操作數(shù)一般采用整型數(shù)來表示，而且是以2進制補碼形式表示的。以16位定點DSP為例：無符號數(shù)的表示范圍是：0～65535有符號數(shù)的表示范圍是：-32768～32767對于定點DSP而言，內(nèi)部運算的操作數(shù)均為16位整型數(shù)。但是在實際控制系統(tǒng)中許多變量均為小數(shù)。如果要用整型數(shù)來表示一個小數(shù)，就需要確定變量的小數(shù)點在16位整型數(shù)的位置。這一過程就是定標(biāo)。通過設(shè)定小數(shù)點在16位數(shù)中的不同位置，就可以表示不同范圍和不同精度的數(shù)。如果把小數(shù)點放在最低位之前，我們稱Q1定標(biāo)，依次為Q2，Q3，放在最高位的前面是Q16定標(biāo)。取最高位為符號位，我們就可以有Q0，Q1……Q15定標(biāo)十六種定標(biāo)方式。定標(biāo)之后的數(shù)在進行加減運算時要先進行統(tǒng)一定標(biāo)，之后才可以加減；在進行乘法時，結(jié)果的定標(biāo)是兩個乘數(shù)定標(biāo)之和；除法運算結(jié)果定標(biāo)為兩個定標(biāo)之差。4.4.4.將物理量或參數(shù)用實際值用相對于該量的基準(zhǔn)值來表示的單位制，成為相對單位制。[16]相對單位制表達的量也稱為標(biāo)么值，定義為因為在DSP控制中，AD采樣的結(jié)果，占空比的給定都是標(biāo)幺值，所以電壓電流的表示以及其他中間運算最好也用標(biāo)幺值，這樣更容易統(tǒng)一單位，而且不需要考慮乘系數(shù)。在定標(biāo)過程中要求所有量定標(biāo)要統(tǒng)一，例如：已經(jīng)給電壓和電流定標(biāo)，那么電阻基準(zhǔn)值就等于電壓基準(zhǔn)值除以電流基準(zhǔn)值。在16位定點DSP的標(biāo)幺化中，所有標(biāo)幺值都是Q15定標(biāo)，實際值在-1和0.9999695之間，所以要求基準(zhǔn)值大于或等于實際的最大值。CodeWarriorIDE軟件開發(fā)平臺可以非常容易地實現(xiàn)Q15作為固定定標(biāo)值的小數(shù)運算，集成在嵌入豆DSPFuncMFR中。加減乘除分別用Frac16add(Frac16x,Frac16y),sub(Frac16x,Frac16y),Frac16mult_r(Frac16x,Frac16y),Frac16div_s(Frac16x,Frac16y)。因為Q15定標(biāo)處理的數(shù)實際上表示小數(shù)，所以在做除法時要求被除數(shù)小于除數(shù)。5系統(tǒng)仿真與調(diào)試5.1仿真工具簡介PSIM是趨向于電力電子領(lǐng)域以及電機控制領(lǐng)域的仿真應(yīng)用包軟件，具有仿真高速、用戶界面友好、波形解析等功能，為電力電子電路的解析、控制系統(tǒng)設(shè)計、電機驅(qū)動研究等有效提供強有力的仿真環(huán)境。PSIM具有獨特仿真速度、可控制任意大小的電力變換回路、及對控制回路仿真功能的特點，在各不同系統(tǒng)的仿真領(lǐng)域、控制環(huán)的設(shè)計、以及電機驅(qū)動系統(tǒng)設(shè)計領(lǐng)域被廣泛應(yīng)用。[20]PSIM作為仿真工具以及設(shè)計工具使用，可大大提高工作效率和生產(chǎn)性能，對降低開發(fā)成本和縮短研發(fā)周期都起到舉足輕重的作用。5.2交錯互補buck-boost斬波電路5.2.1仿真模型圖5-1蓄電池充電電路仿真電路圖5.2.2仿真結(jié)果輸入電壓：Vin=10V~30V的三角波，頻率20Hz輸出電壓給定：Vref=20V開關(guān)頻率：f=20KHz主電感：L1=L2=0.5mH仿真時間：t=0.2sBUCK變換PI控制參數(shù)：Kp=0.5，Ki=0.000007BOOST變換PI控制參數(shù)：Kp=25，Ki=0.0011按照上述參數(shù)運行仿真，得到系統(tǒng)仿真結(jié)果波形如下圖所示：圖5-2為啟動階段仿真波形，圖5-3為輸出電壓的放大圖，從中我們可以看出輸出電壓大約經(jīng)過6ms的調(diào)節(jié)時間即能達到穩(wěn)定；圖5-4為穩(wěn)定階段的放大圖（100ms到150ms），從中我們可以觀察出控制波形在電路buck和boost工作狀態(tài)之間的切換；圖5-5在圖5-4的基礎(chǔ)上進一步進行了放大，從中即可觀察出buck工作狀態(tài)到boost工作狀態(tài)轉(zhuǎn)換過程中PWM波形的變化；圖5-6為兩相斬波電路PWM波形交錯互補的波形圖，圖形選自137.3ms到137.7ms，波形選擇為boost工作狀態(tài)PWM3和PWM4波形；圖5-7為buck工作狀態(tài)下的電流波形，可以看出輸出電流脈動大為降低；圖5-8為IGBT1驅(qū)動失效情況下輸出電壓波形，可以看出輸出電壓仍然能夠穩(wěn)定在20V左右。圖5-2啟動階段仿真結(jié)果圖5-3啟動電流放大圖圖5-4局部放大圖（已經(jīng)穩(wěn)定）圖5-5PWM狀態(tài)轉(zhuǎn)換放大圖圖5-6PWM交錯互補波形圖圖5-7buck工作狀態(tài)下的電流脈動波形圖5-8IGBT1驅(qū)動失效輸出電壓曲線5.2.3結(jié)果分析該系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)升降壓變換，在10-30V范圍內(nèi)的輸入電壓，均能很好的穩(wěn)定到期望電壓上，在輸入電壓變化過程中能夠很好地判斷升降壓狀態(tài)并進行切換，啟動時調(diào)節(jié)時間6ms左右。而且通過仿真確實看到了兩相buck電路輸出電流脈動要小于兩相電路中電感電流脈動，因此能夠減小感性元件體積。同時通過做IGBT1驅(qū)動失效的仿真證實了雙相斬波電路能夠增強系統(tǒng)可靠性這一結(jié)論。5.3模擬風(fēng)機系統(tǒng)調(diào)試本文控制橋式電路模擬風(fēng)機P-n特性，并將P-n轉(zhuǎn)化為I-n圖，其曲線近似正態(tài)曲線形狀，本文控制橋式輸出電流跟隨電機轉(zhuǎn)速以正態(tài)曲線變化。在以下實驗結(jié)果圖中n均以綠色曲線表示，I均以紅色曲線表示。5.3.1調(diào)試設(shè)備圖5-20調(diào)試設(shè)備照片5.3.2跟蹤風(fēng)機I-n曲線實驗風(fēng)機I-n曲線近似于其輸出特性P-n曲線（圖1-3），本實驗實際跟蹤一條由Matlab產(chǎn)生的正態(tài)分布變化規(guī)律的曲線。本文在測試了DSP控制芯片響應(yīng)正確，電流檢測電路輸出正確之后，又對PWM輸出進行了檢測，在各個部分調(diào)試完全正常的情況下對系統(tǒng)整體進行了測試，通過PC_Master對系統(tǒng)進行在線調(diào)試并采得了波形。首先調(diào)節(jié)AD采樣偏置，使沒有電流時，AD反饋為零。結(jié)果如下圖6-21：其中綠線表示電機轉(zhuǎn)速，從0到500r/min；紅線表示期望電流；藍(lán)線表示采樣電流；淺綠色線代表通過低通濾波以后的電流值。圖5-21沒有輸出電流時的波形然后通過自耦調(diào)壓器逐漸加大電壓，當(dāng)電壓偏小時，電感電流變化較慢會對應(yīng)一個大的PI參數(shù)。增大自耦調(diào)壓器輸出到25V左右，調(diào)節(jié)PI參數(shù)，系統(tǒng)實現(xiàn)了很好的跟隨效果，如圖5-22。藍(lán)線去濾波后電流值（以下圖均如此）圖5-22輸出波形在調(diào)試過程中還得到如下波形，其中圖5-23為參數(shù)P偏小時的波形，圖5-24為參數(shù)P偏大的波形，圖5-25為參數(shù)I偏小的波形。圖5-23參數(shù)P偏小圖5-24參數(shù)P偏大圖5-25參數(shù)I偏小由上可知，PI調(diào)節(jié)器參數(shù)是受硬件參數(shù)影響變化的。對應(yīng)于某個特定的環(huán)境，有一個PI參數(shù)的范圍能使系統(tǒng)達到要求的控制效果，參數(shù)太大或太小，系統(tǒng)性能都會大打折扣。5.3.3模擬太陽能電池輸出曲線太陽能電池輸出特性曲線如1-4所示，本實驗控制橋式電路根據(jù)電壓值產(chǎn)生期望電流，控制輸出電流跟蹤太陽能電池輸出曲線。實驗結(jié)果如圖5-26所示，太陽能電池參數(shù)選擇：Uoc=50V，Isc=5A，Um=40V，Im=4.5A其中綠色線表示輸出電壓Vout，其中500代表50V；紅色線表示期望的電流值，綠色線代表電流霍爾對輸出采樣的采樣電流值，其中7000代表5A。圖5-26太陽能電池輸出特性跟蹤效果6結(jié)論通過這個實驗我們也看出了，使用橋式電路來控制電流是可行的，而且效果很好，可以使用橋式電路來進行風(fēng)機和太陽能電池輸出的模擬。本文雖然完成了系統(tǒng)的設(shè)計以及已經(jīng)各部分的模擬和實驗，但是由于缺少關(guān)鍵設(shè)備導(dǎo)致沒有對整個系統(tǒng)進行聯(lián)合試驗，無法整個系統(tǒng)的給出確定性結(jié)論。此外，由于時間原因，本文只是完成了一些簡單設(shè)計，風(fēng)光互補發(fā)電技術(shù)尚有許多可以更深入思考的地方，比如容量預(yù)測，功率因數(shù)校正等等，值得進一步研究。通過兩個月的鍛煉，我的動手能力，分析問題的能力都有了一定提升。我在這個風(fēng)光互補發(fā)電系統(tǒng)主要負(fù)責(zé)電路板和驅(qū)動板以及主電路板的焊接。主要負(fù)責(zé)了焊接控制板，由于我時間有限在北京的這兩個月時間負(fù)責(zé)了控制板的焊接，尤其是DSP8037芯片的焊接。以及做整個系統(tǒng)仿真模型的連線。雖然我們做完了兩臺風(fēng)光發(fā)電的機子送到寧夏進行試驗的時候出了故障。但是我通過在實驗室里對整一個系統(tǒng)進行模擬仿真結(jié)果是非常好的。我們會在不斷地改進我們的方案，使得我們的風(fēng)光互補發(fā)電系統(tǒng)能夠得到真正的應(yīng)用。為國家電網(wǎng)減輕供電負(fù)擔(dān)。我在學(xué)習(xí)這個系統(tǒng)的原理時不斷地查閱文獻過程中豐富了自己的知識，提高了檢索能力，總的來說還是很有收獲的。參考文獻[1]王曉丹：《通信電源設(shè)備使用維護手冊》[J]，人民郵電出版社2008，第1—185頁。[2]江澤民：對中國能源問題的思考［J］，上海交通大學(xué)學(xué)報2008，(03)。[3]劉萬琨：風(fēng)能和風(fēng)力發(fā)電技術(shù)［M］,化學(xué)工業(yè)出版社2007,第1—6頁。[4]邢運民，陶永紅：現(xiàn)代能源與發(fā)電技術(shù)［M］，西安電子科技大學(xué)出版社，2007．第175—252頁。[5]王素霞：國內(nèi)外風(fēng)力發(fā)電現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢［J］，電氣時空2007，（05）：第20—22頁。[6]阮新波，嚴(yán)仰光：直流開關(guān)電源的軟開關(guān)技術(shù)［M］．北京：科學(xué)出版社．2000．第50—135頁。[7]楊旭：開關(guān)電源技術(shù)［M］，機械工業(yè)出版社．第35—45頁。[8]王兆安，黃?。弘娏﹄娮蛹夹g(shù)[M]，機械工業(yè)出版社，2007．第107—110頁。[9]胡炎申，謝運祥：三相交錯并聯(lián)BoostDC/DC變換器設(shè)計與研制[J]．電力電子技術(shù)2006，第45—47頁。[10]Po-WaLeeect．Steady-StateAnalysisofanInterleavedBoostConverterwithCoupledInductors[J]．IEEETransactionsOnIndustrialElectronics．2000，47(4)：第787—791頁。[11]劉志剛：電力電子學(xué)[M]，清華大學(xué)出版社，2004．第124—126頁。[12]孫栩：一種新的低壓大電流DC/DC變換器的研究[D]，天津大學(xué)2004。[13]鐘勇：風(fēng)光互補發(fā)電系統(tǒng)中蓄電池充放電控制器的研究[D]，合肥工業(yè)大學(xué)2006。[14]王治國，高玉峰：鉛酸蓄電池等效電路模型研究[J]，裝甲兵工程學(xué)院學(xué)報2003，第78—81頁。[15]王體民，馮長征．蓄電池常見充電方式的比較與注意事項［J］，養(yǎng)護指南．2008，(4)。[16]匿名：光電編碼器在電機控制中的應(yīng)用[J]．慧聰網(wǎng)“編碼器”關(guān)聯(lián)資訊．2009/3/30。Development[17]Metrowerks:CodeWarriorDevelopmentStudioHelpSystem[M]．MetrowerksSemiconductor，Inc.，2005。[18]Freescale.MotorControl[EB/OL]。[19]冬雷：DSP原理及電機控制系統(tǒng)應(yīng)用［M］，北京航空航天大學(xué)出版社，2007。[20]藤原憲一郎，吉田，正伸：《使用PSIM學(xué)習(xí)電力電子基礎(chǔ)》［M］，西安交通大學(xué)出版社2009年，第3—192頁。附錄主程序：externvoidInitialization(void);voidmain(void){PE_low_level_init();//Initialization();PWM1_Enable();PWM1_OutputPadEnable();AD_Enable();for(;;){}}PWM中斷：voidPWM1_OnReload(void){AD_Start();__turn_on_sat();//打開數(shù)據(jù)飽和處理模式PWM1_Counter++;switch(waveform){//我的波形case0:{ if(PWM1_Counter>=Full_Period) { if(Speed!=0) Speed++; Vout++; PWM1_Counter=0; } if(Speed>=500)Speed=0; if(Vout>=500) { Vout=500; if(Speed==0)Speed=1; } if(Vout>=500&&Speed>100) { Vout=0; Speed=0; } //Current_Desired=(int)Current_Speed[Speed]; Current_Desired=(int)refI[Vout]; PWM1_Duty=MC1_controllerPItype1(Current_Desired,Current_LP,&My_PIpatrams);}break; //方波發(fā)生 case1: { if(PWM1_Counter<=Half_Period) { Current_Desired=Up_Current_Desired;//Up_Current_Desired; } elseif(PWM1_Counter<Full_Period) { Current_Desired=Down_Current_Desired;//Down_Current_Desired; } else { PWM1_Counter=0; } PWM1_Duty=MC1_controllerPItype1(Current_Desired,Current_LP,&Rec_PIpatrams); } break; //正弦波發(fā)生 case2: { if(PWM1_Counter<Full_Period) { Phase_Angle+=Step_Desired; } else { PWM1_Counter=0; Phase_Angle=-32768; } Current_Desired=DC_Current+mult(AC_PP_Current/2,TFR1_tfr16SinPIx(Phase_Angle)); PWM1_Duty=MC1_controllerPItype1(Current_Desired,Current_LP,&Sin_PIpatrams); } break; case3: { //三角波發(fā)生 if(PWM1_Counter<=Half_Period) { Current_Desired+=Step_Desired; //更新電流當(dāng)前給定值 } elseif(PWM1_Counter<Full_Period) { Current_Desired-=Step_Desired; //更新電流當(dāng)前給定值 } else { Current_Desired=Down_Current_Desired; //更新電流當(dāng)前給定值 PWM1_Counter=0; } PWM1_Duty=MC1_controllerPItype1(Current_Desired,Current_LP,&Tri_PIpatrams); } break; default:break;}DA_temp=16383-(PWM1_Duty/2);//計算通道0占空比DB_temp=16383+(PWM1_Duty/2);//計算通道2占空比PWM1_Enable();PWM1_OutputPadEnable();PWM1_SetRatio15(0,DA_temp);PWM1_SetRatio15(2,DB_temp);PWM1_Load(); }AD中斷：voidAD_OnEnd(void){/*Writeyourcodehere...*/AD_GetChanValue(0,&Current_Measured);Current_LP=LP_Filter(Current_Measured,Current_LP,500);if(abs_s(Current_LP)>=OC_Limit_2){ PWM1_OutputPadDisable(); CONTROL_STATE=STOP;}AD_Stop();}定時器中斷：voidTIME_CONTROL_OnInterrupt(void){/*Writeyourcodehere...*/PI_Counter++;if(PI_Counter<=2){ Initialization();//PI參數(shù)初始化}else{ PI_Counter=3;}State_Machine();Up_Current_Desired=Current_Max*1488; //計算定標(biāo)后的輸出電流給定上限D(zhuǎn)own_Current_Desired=Current_Min*1488; //計算定標(biāo)后的輸出電流給定下限AC_PP_Current=Up_Current_Desired-Down_Current_Desired; //峰峰值DC_Current=Up_Current_Desired/2+Down_Current_Desired/2; //直流偏置Full_Period=20000/Frequency_Desired; //給定頻率對應(yīng)PWM周期數(shù)Half_Period=20000/(Frequency_Desired*2); //半周期數(shù)switch(waveform){case0://我的波形//Full_Period=40*Period_Time; //速度增加1對應(yīng)PWM周期數(shù)Full_Period=10*Period_Time; case1:break;//方波發(fā)生 case2://正弦波放發(fā)生 Step_Desired=div_s(Frequency_Desired,10000);//計算相位步進增量 break; case3://三角波發(fā)生 Step_Desired=mult(AC_PP_Current,div_s(Frequency_Desired,10000)); //計算電流步進增量 break; default:break; }}變量定義及子程序定義：//我的數(shù)據(jù)，轉(zhuǎn)速0-500r/min的期望電流staticdoubleCurrent_Speed[501]={676.6764161830636,690.3116701080546,704.1512602692071,718.196487740728,732.448617311829,746.9088762520902,761.5784530712097,776.4584962737716,791.5501131096938,806.8543683210239,822.3722828857744,838.1048327594987,854.0529476153246,870.2175095831835,886.5993519889818,903.1992580944698,920.017959838599,937.0561365811442,954.3144138494008,971.7933620887721,989.4934954180733,1007.4152703903968,1025.5590847603846,1043.9252762587776,1062.5141213751103,1081.3258341494363,1100.3605649739793,1119.618399405607,1139.0993569900454,1158.8033900987427,1178.7303827793178,1198.8801496205174,1219.2524346326236,1239.8469101442531,1260.6631757165007,1281.7007570753683,1302.9591050634463,1324.437594611796,1346.1355237329974,1368.0521125363196,1390.1865022659704,1412.5377543633979,1435.1048495545865,1457.8866869633173,1480.8820832513336,1504.0897717863775,1527.5084018390255,1551.136537809276,1574.9726584838168,1599.015156324901,1623.2623367917488,1647.7124176953857,1672.3635285878202,1697.2137101864446,1722.2609138345454,1747.5030009987825,1772.9377428044952,1798.5628196096693,1824.3758206183961,1850.3742435346237,1876.555494256998,1902.916886615566,1929.4556421510952,1956.1688899377475,1983.0536664498245,2010.1069154732743,2037.325488062638,2064.7061425440884,2092.2455445651767,2119.940267191907,2147.7867910536957,2175.7815045367843,2203.9207040266224,2232.2005941997163,2260.6172883654144,2289.1668088580714,2317.8450874799923,2346.6479659955485,2375.571196676796,2404.610442900932,2433.7612797998586,2463.019194962104,2492.37958918733,2521.8377772935946,2551.3889889775187,2581.028369727482,2610.7509817898995,2640.5518051886424,2670.425738797585,2700.3676014662637,2730.372133198547,2760.4339963842335,2790.547777083413,2820.7079863634003,2850.909061688025,2881.1453683589993,2911.4112010090666,2941.7007851465737,2972.0082787510933,3002.3277739196615,3032.653298563167,3062.9788181523854,3093.2982375131123,3123.6054026698107,3153.8941027371416,3184.158071858716,3214.39099119236,3244.586490941148,3274.738152429416,3304.839510222933,3334.8840542923717,3364.8652322191697,3394.7764514428395,3424.611081548765,3454.3624565954487,3484.023877480174,3513.588614341988,3543.049909000884,3572.4009774320175,3601.635012273774,3630.7451853684547,3659.724650334314,3688.566545167673,3717.263994873763,3745.8101141249635,3774.1980099450366,3802.420784417948,3830.4715374198317,3858.343369372631,3886.029384017912,3913.5226912093412,3940.816409722264,3967.903670078834,3994.77761738709,4021.43141419237,4047.8582433394345,4074.051310843647,4100.003848769544,4125.709118115105,4151.160411700042,4176.35105705636,4201.27441931951,4225.923904118357,4250.292960462237,4274.375083623348,4298.163818012711,4321.65276004793,4344.835561010979,4367.70592989425,4390.257636233081,4412.484512922977,4434.380459019769,4455.939442520922,4477.155503126236,4498.022754976158,4518.53538936598,4538.687677434148,4558.473972822952,4577.888714309888,4596.926428407949,4615.581731933179,4633.8493345377765,4651.724041207103,4669.200754718946,4686.274478063388,4702.94031682171,4719.193481502715,4735.029289834929,4750.443169013134,4765.430657897741,4779.9874091655,4794.109191410116,4807.791891191347,4821.031515031183,4833.824191355766,4846.166172381721,4858.053835945614,4869.483687275286,4880.452360701851,4890.9566213111875,4900.993366533777,4910.559627671818,4919.6525713625415,4928.269500976727,4936.407857951453,4944.065223056165,4951.239317591174,4957.928004517753,4964.129289519067,4969.841321991172,4975.062395963411,4979.790950947568,4984.025572715164,4987.764994002398,4991.008095142187,4993.753904622905,4996.001599573418,4997.750506174071,4999.000099993334,4999.750006249896,5000,4999.750006249896,4999.000099993334,4997.750506174071,4996.001599573418,4993.753904622905,4991.008095142187,4987.764994002398,4984.025572715164,4979.790950947568,4975.062395963411,4969.841321991172,4964.129289519067,4957.928004517753,4951.239317591174,4944.065223056165,4936.407857951453,4928.269500976727,4919.6525713625415,4910.559627671818,4900.993366533777,4890.9566213111875,4880.452360701851,4869.483687275286,4858.053835945614,4846.166172381721,4833.824191355766,4821.031515031183,4807.791891191347,4794.109191410116,4779.9874091655,4765.430657897741,4750.443169013134,4735.029289834929,4719.193481502715,4702.94031682171,4686.274478063388,4669.200754718946,4651.724041207103,4633.8493345377765,4615.581731933179,4596.926428407949,4577.888714309888,4558.473972822952,4538.687677434148,4518.53538936598,4498.022754976158,4477.155503126236,4455.939442520922,4434.380459019769,4412.484512922977,4390.257636233081,4367.70592989425,4344.835561010979,4321.65276004793,4298.163818012711,4274.375083623348,4250.292960462237,4225.923904118357,4201.27441931951,4176.35105705636,4151.160411700042,4125.709118115105,4100.003848769544,4074.051310843647,4047.8582433394345,4021.43141419237,3994.77761738709,3967.903670078834,3940.816409722264,3913.5226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