本文關(guān)鍵詞：太陽(yáng)能飛機(jī)能源系統(tǒng)MPPT模塊的研究和實(shí)現(xiàn)

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【摘要】：作為一種新型可再生能源,太陽(yáng)能儲(chǔ)量豐富、利用經(jīng)濟(jì),而且使用時(shí)清潔環(huán)保無(wú)污染,正越來(lái)越受到人們的青睞。太陽(yáng)能飛機(jī)采用太陽(yáng)能作為飛機(jī)航行的唯一能源,可以在高空中保持長(zhǎng)時(shí)間的飛行,而且經(jīng)濟(jì)環(huán)保,功能靈活,得到了很多國(guó)家的重視。機(jī)載太陽(yáng)能電池作為太陽(yáng)能飛機(jī)的能量來(lái)源,為太陽(yáng)能飛機(jī)的推進(jìn)系統(tǒng)和控制設(shè)備提供電力支持。然而,由于機(jī)體表面積、載重等各方面的限制,機(jī)體上所能鋪設(shè)的電池板數(shù)量有限,同時(shí),太陽(yáng)能電池還是一種非線性電源,其輸出會(huì)隨著外界環(huán)境的變化而變化,而且在外界環(huán)境一定的條件下存在一個(gè)最大功率點(diǎn)(MPP)。如何提高太陽(yáng)能電池的利用率,如何使太陽(yáng)能電池一直工作在最大功率點(diǎn),對(duì)于太陽(yáng)能飛機(jī)的能源管理具有十分重要的意義。本文首先對(duì)太陽(yáng)能飛機(jī)的能源系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)進(jìn)行了介紹,并對(duì)各個(gè)系統(tǒng)組成部分的特點(diǎn)和需求進(jìn)行了歸納和介紹。然后對(duì)太陽(yáng)能電池的相關(guān)特性進(jìn)行了研究,并進(jìn)行了模型推導(dǎo)。通過(guò)以上的分析,本文設(shè)計(jì)了一套控制系統(tǒng)方案,方案采用Buck拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)作為最大功率點(diǎn)跟蹤(MPPT)控制的主電路,利用DSP+CPLD的組合作為控制單元。其中對(duì)Buck電路實(shí)現(xiàn)MPPT的原理和Buck電路的特點(diǎn)進(jìn)行了詳細(xì)的分析。根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案,本文設(shè)計(jì)了相關(guān)的硬件電路部分,包括：控制電路、MPPT電路、通信電路和電源電路,并制作了一款樣機(jī)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。在軟件和控制算法方面,通過(guò)對(duì)常用的三種MPPT算法進(jìn)行實(shí)際實(shí)驗(yàn),在比較分析后,提出了一種改進(jìn)的具有自適應(yīng)步長(zhǎng)的電導(dǎo)增量算法。通過(guò)相關(guān)對(duì)比實(shí)驗(yàn),該算法的速度更快,精度更高,可以有效的提高太陽(yáng)能電池的效率。
【學(xué)位授予單位】：上海應(yīng)用技術(shù)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：V272
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本文編號(hào)：1285706