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基于stm32的20KW光伏离网逆变器的设计及MPPT技术的研究

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基于STM32的20KW光伏离网逆变器的设计及MPPT技术的研究

作者：陈亚欢广西师范大学

学位级别：硕士

随着社会经济的快速发展,常规能源大规模消耗引发的能源危机和环境污染日趋严重,人类越来越重视对绿色新能源的开发和利用。其中,太阳能以其清洁、环保、无污染、取之不尽用之不竭等优点而深受人们的青睐。光伏发电作为太阳能利用的一... 详细信息

随着社会经济的快速发展,常规能源大规模消耗引发的能源危机和环境污染日趋严重,人类越来越重视对绿色新能源的开发和利用。其中,太阳能以其清洁、环保、无污染、取之不尽用之不竭等优点而深受人们的青睐。光伏发电作为太阳能利用的一种重要形式,也得到了迅速的发展,并成为新能源应用领域的重点研究课题。光伏离网逆变器作为光伏离网发电系统中实现电能转换的核心装置,对整个系统的效率、稳定性及成本具有决定性作用。因此,为提高光伏发电系统的发电效率、改善其控制能力,研究一种高性能的光伏离网逆变器具有重要意义。本文围绕光伏离网发电系统的高效率发电技术和逆变控制技术进行了研究,主要内容如下：(1)研究了单相全桥光伏离网逆变器主电路拓扑结构,详细分析了全桥逆变电路的工作原理。研究了面积中心等效SPWM控制算法及电压电流双闭环PI控制算法,在此基础上实现逆变器的稳压控制。(2)重点研究了光伏阵列的输出特性、最大功率点跟踪(MPPT)控制算法和蓄电池充电特性。在对比分析几种常见MPPT控制算法的基础上,提出了一种改进型变步长扰动观察的MPPT控制方法,同时介绍了几种实现MPPT算法的常用DC/DC变换电路,对Boost变换电路的原理进行了分析,并基于Boost电路建立了改进型变步长扰动观察法MPPT控制系统的Matlab/Simulink仿真模型,仿真结果表明改进型变步长扰动观察的MPPT算法能有效地跟踪太阳能光伏系统的最大功率点,提高了系统动态和稳态性能;设计了带MPPT和恒压充电功能的光伏充电控制器,有效地提高了光伏阵列的利用率并实现了蓄电池充电控制的优化。(3)给出了20KW光伏离网逆变器的主电路元件参数及部分硬件电路的原理图设计。(4)给出了详细的软件控制系统设计方案和各功能子模块的软件流程图,重点阐述了带死区补偿的DSPWM控制信号、稳压控制及信号检测的软件实现方法。(5)在理论分析和仿真研究的基础上,研制了基于stm32f103ve的单相20KW光伏离网逆变器样机,并对其性能进行测试实验。分析了IGBT驱动波形、空载和带载情况下输出电压的波形,验证了本文所研究的20KW离网型逆变器的设计方案可行性。

关键词：光伏离网逆变器 SPWM MPPT stm32f103ve

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基于stm32的数据采集系统设计

基于STM32的数据采集系统设计

作者：孟强南京林业大学

学位级别：硕士

随着科技的进步，数据采集系统被运用于各个领域。传统的数据采集系统已不能满足社会的要求，远程采集数据，成为一个新的发展方向。它可以克服距离上的限制，能够实时采集数据、查看数据。本课题利用其丰富的网络资源，结合当前的以太... 详细信息

随着科技的进步，数据采集系统被运用于各个领域。传统的数据采集系统已不能满足社会的要求，远程采集数据，成为一个新的发展方向。它可以克服距离上的限制，能够实时采集数据、查看数据。本课题利用其丰富的网络资源，结合当前的以太网有线传输和GSM无线传输技术，研究并设计了一种能够远程采集数据、实时查看的数据采集系统，使得数据采集更加方便、快捷，突破了距离的限制，对于远程数据采集领域在今后的研究与发展有一定的指导意义。本文介绍了以stm32f103ve为主控芯片的远程数据采集系统设计。建立了由数据采集模块，控制模块(stm32f103ve)，传输模块以及服务器主站组成的系统。数据采集模块主要负责数据的采集和处理;控制模块主要负责数据采集的控制、存储、显示;数据传输模块主要负责通过GSM无线传输（灵活方便）和以太网有线传输技术（稳定、网速快）把数据上传到服务器上。服务器主站采用B/S/S结构，在WAMP5集成开发环境下，利用PHP动态网页开发技术，创建Web服务器和数据库，最终实现Web浏览器与数据库间的交互。根据以远程数据采集系统的功能要求，设计了系统的硬件电路，包括stm32f103ve最小系统电路、数据采集电路、 GSM通信电路、以太网通信电路、实时时钟电路、数据存储电路、显示电路以及电源电路等，并基于硬件电路设计了相应的软件程序。最终对远程数据采集系统进行各模块测试及整体联机测试，测试结果表明：系统能够准确采集数据，无线传输和以太网通信稳定可靠，整个系统的运行效果良好，达到课题的设计要求。

关键词： stm32f103ve TCP/IP协议 Web服务器数据采集

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基于stm32的报警显示系统设计

现代计算机 2016年第20期 85-90页

作者：张文新广州海格通信集团股份有限公司

介绍一种以stm32f103ve芯片为主控制器,以fPGA芯片为时序逻辑控制器,以AD9985A芯片为模数转换器的实时报警显示系统。该系统硬件架构简单,可靠性高,可灵活应用于各种需要人机交互使用环境的工业级数据采集系统中,应用前景广泛。

关键词：报警显示系统 stm32f103ve AD9985A 人机交互

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基于stm32的报警显示系统设计

现代计算机（中旬刊） 2016年第7期 85-90页

作者：张文新广州海格通信集团股份有限公司广州510663

关键词：报警显示系统 stm32f103ve AD9985A 人机交互

基于stm32的fSMC接口驱动TfT彩屏设计

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现代电子技术 2013年第20期36卷 139-141,144页

作者：汤莉莉黄伟湖北大学知行学院湖北武汉430011 湖北航天技术研究院总体设计所湖北武汉430040

TfT-LCD技术是微电子技术和LCD技术巧妙结合的高新技术。随着人们对图像清晰度、刷新率、保真度的要求越来越高,TfT-LCD的应用范围越来越广。介绍了TfT数字彩屏的工作原理,利用stm32处理器的fSMC接口设计出了一种能直接驱动数字液晶屏... 详细信息

TfT-LCD技术是微电子技术和LCD技术巧妙结合的高新技术。随着人们对图像清晰度、刷新率、保真度的要求越来越高,TfT-LCD的应用范围越来越广。介绍了TfT数字彩屏的工作原理,利用stm32处理器的fSMC接口设计出了一种能直接驱动数字液晶屏的方法。设计的硬件电路和软件程序均能对显示控制芯片进行有效的控制。在实际应用中显示清晰流畅,并且CPU有足够的时间来处理用户程序。该方案能成功应用在电脑横机的人机界面显示中,且其硬件电路结构简单、控制方式灵活、对于其他型号的接口芯片也能提供参考。

关键词： TfT DMA fSMC stm32f103ve

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井下能谱分析系统的电路设计

电气应用 2014年第3期33卷 21-25页

作者：王琪郭锦涛任笑莹侯俊辰西安石油大学光电油气测井与检测教育部重点实验室

设计了一种用于对NaI晶体探测器核脉冲信号的幅度采样分析系统。对脉冲信号进行滤波放大,设计新型时序控制电路控制采样保持器对脉冲峰值保持。主控芯片为stm32f103ve,使用芯片内自带高速A-D转换器对保持峰值模-数转换。经幅度分析后,... 详细信息

设计了一种用于对NaI晶体探测器核脉冲信号的幅度采样分析系统。对脉冲信号进行滤波放大,设计新型时序控制电路控制采样保持器对脉冲峰值保持。主控芯片为stm32f103ve,使用芯片内自带高速A-D转换器对保持峰值模-数转换。经幅度分析后,将分析的谱线存储在大容量外扩fLASH芯片SST25Vf032B中,通过通信接口将采集到的谱线数据回传给上位机。系统具有成本低、体积小且适应性好的优点。

关键词： X射线探测多道分析 stm32f103ve ENC28J68 串口fLASH

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带式输送机故障定位系统网关的设计

工矿自动化 2012年第2期38卷 71-75页

作者：尹少杰孙进生孙怀湘河北联合大学电气工程学院河北唐山063009 河北联合大学信息工程学院河北唐山063009 河北能源职业技术学院河北唐山063004

以带式输送机故障定位系统为应用背景,提出了一种基于stm32f103ve微处理器的CAN总线与Profibus-DP总线网关的设计方案。该网关在CAN网络中作为一个CAN通信节点,在Profibus-DP网络中作为一个从站;带式输送机沿线分布若干个CAN检测节点,... 详细信息

以带式输送机故障定位系统为应用背景,提出了一种基于stm32f103ve微处理器的CAN总线与Profibus-DP总线网关的设计方案。该网关在CAN网络中作为一个CAN通信节点,在Profibus-DP网络中作为一个从站;带式输送机沿线分布若干个CAN检测节点,每个节点负责检测其段内的4种传感器设备采集的实时数据,如果检测到故障信息,CAN检测节点就会向网关发送故障信息报文,网关接收CAN检测节点发送的报文并进行存储;当网关与Profibus-DP主站连通后,作为Profibus-DP从站的网关可以通过查询方式把故障信息报文传送到Profibus-DP主站中,从而实现故障定位功能。实际应用表明,该网关运行稳定、可靠,实现了带式输送机故障定位系统中CAN总线及Profibus-DP总线的互联。

关键词：带式输送机故障定位网关 Profibus-DP CAN stm32f103ve

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光伏并网同步方法研究及切换电路设计

光伏并网同步方法研究及切换电路设计

作者：樊晓波广西师范大学

学位级别：硕士

随着社会经济规模的快速发展壮大,传统能源的大规模开发与消耗引发的能源枯竭问题和环境污染问题日渐严重,人类越来越重视对绿色可再生新能源的利用和开发。新能源中,太阳能因其环保、零污染、取之不尽用之不竭等优点而进入人们的视野... 详细信息

随着社会经济规模的快速发展壮大,传统能源的大规模开发与消耗引发的能源枯竭问题和环境污染问题日渐严重,人类越来越重视对绿色可再生新能源的利用和开发。新能源中,太阳能因其环保、零污染、取之不尽用之不竭等优点而进入人们的视野。光伏发电作为对太阳能利用的一种重要方法,得到了迅速的发展,并成为新能源应用领域的重点研究课题。光伏并网逆变器作为光伏并网发电系统中实现电能转换的核心装置,对整个系统的稳定性及同步效果起着关键性作用。因此,为提高光伏发电系统的效率、改善其同步效果,研究一种高效可靠的光伏并网逆变器控制方法具有极其重要的意义。本文围绕LMS滤波在光伏并网发电中和线性反馈在光伏微网同步中的应用以及光伏并网发电中负载的电源切换电路的设计进行研究,主要内容如下：(1)研究单相全桥光伏并网逆变器主电路拓扑结构,对Boost变换电路的原理进行了分析。详细分析了全桥逆变电路的工作原理。研究了PID同步控制算法,在此基础上实现逆变器的输出控制。(2)重点研究LMS自适应滤波原理。提出了一种将LMS滤波应用在光伏并网逆变器上的方法,并基于该应用方法建立Matlab/Simulink仿真模型,仿真结果表明加入LMS滤波的光伏并网逆变系统在电流跟踪,稳态误差和总谐波失真方面的效果都得到了明显提升,提高了系统动态和稳态性能,有效地提高了光伏发电的利用率。(3)详细研究了线性反馈在光伏微网同步中的应用方法,并对其进行Matlab仿真验证其效果。(4)给出光伏-电网切换电路的初步设想方案,并进行硬件及软件设计,并做出实物电路。

关键词：光伏并网逆变器 LMS自适应滤波线性反馈 stm32f103ve 切换电路

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纺机专用全数字多轴运动控制系统的研究

纺机专用全数字多轴运动控制系统的研究

作者：肖磊西安工程大学

学位级别：硕士

运动控制技术是一门综合性、多学科交叉的技术，是推动新的产业革命的关键技术，其发展是制造自动化前进的旋律。目前，运动控制技术已经由面向传统专用的数控加工行业技术而发展为网际开放式、基于CAN总线以及智能化的新型运动控制器... 详细信息

运动控制技术是一门综合性、多学科交叉的技术，是推动新的产业革命的关键技术，其发展是制造自动化前进的旋律。目前，运动控制技术已经由面向传统专用的数控加工行业技术而发展为网际开放式、基于CAN总线以及智能化的新型运动控制器，并成为推动新的产业革命的关键技术。本课题根据国内外运动控制器现状和发展状况，针对我国国内纺织机械行业的需求，提出使用stm32和fPGA相结合的方案设计运动控制器。充分利用stm32的中断能力强、中断延时短、中断响应快、以及故障处理方便等功能，结合fPGA的并行运算能力，而设计出一款新型的嵌入式多轴运动控制器。在多轴运动控制器中，运动控制算法基本上在fPGA中以硬件处理的形式完成，主要实现数据的译码和预处理、系统加减速、插补以及位置控制等功能模块。即：在fPGA主处理器中，采用S加减速和梯形加减速对系统进行加速或减速;采用比值积分法实现2轴或3轴的直线插补和2轴圆弧插补，此方法选取位置坐标大的轴为长轴，则长轴能输出均匀的进给脉冲，而短轴按与长轴的关系输出脉冲。这种方法使设计变得简单，而且输出地进给脉冲也均匀;采用交叉耦合控制实现多轴联动时的协同工作，减小轮廓误差，提高轮廓精度。使用增量式PID算法，实现了位置控制。另外，stm32处理器主要负责任务调度和软件管理等方面的工作，主要包括人机交互、U盘文件读取、SD卡文件存取、扩展外部存取器电路等功能的实现。为了实现多任务的处理和实时操作，系统移植了实时操作系统(μC/OS-II)。为了驱动fPGA中设计的运动控制算法的硬件电路，在stm32中编写了系统的底层驱动函数。并对底层驱动函数的定义和功能进行了详细的说明和分析。最后，对系统整体的调试进行了分析，先详细的分析硬件电路中电磁兼容问题。接着介绍了运动控制器的应用实例，在对其调试过程中，研究和分析了系统中出现的一些故障，并提出了一些行之有效的解决方案。 fPGA高速处理能力保证了运动控制器的高速、高精度、高实时性的处理能力。stm32本来就是控制领域中的佼佼者，再加上Cortex-M3内核的特性，为本系统的实时性要求提供了可靠的保证。另外，系统采用模块化和层次化的设计思想，将设计好的fPGA程序或是C程序进行封装，提高系统的可移植性和二次开发性能。

关键词：运动控制技术 fPGA stm32f103ve 轮廓误差交叉耦合增量式PID算法