本文關(guān)鍵詞：太陽能飛機能源系統(tǒng)MPPT模塊的研究和實現(xiàn)

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【摘要】：作為一種新型可再生能源,太陽能儲量豐富、利用經(jīng)濟,而且使用時清潔環(huán)保無污染,正越來越受到人們的青睞。太陽能飛機采用太陽能作為飛機航行的唯一能源,可以在高空中保持長時間的飛行,而且經(jīng)濟環(huán)保,功能靈活,得到了很多國家的重視。機載太陽能電池作為太陽能飛機的能量來源,為太陽能飛機的推進系統(tǒng)和控制設(shè)備提供電力支持。然而,由于機體表面積、載重等各方面的限制,機體上所能鋪設(shè)的電池板數(shù)量有限,同時,太陽能電池還是一種非線性電源,其輸出會隨著外界環(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最大功率點(MPP)。如何提高太陽能電池的利用率,如何使太陽能電池一直工作在最大功率點,對于太陽能飛機的能源管理具有十分重要的意義。本文首先對太陽能飛機的能源系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)進行了介紹,并對各個系統(tǒng)組成部分的特點和需求進行了歸納和介紹。然后對太陽能電池的相關(guān)特性進行了研究,并進行了模型推導(dǎo)。通過以上的分析,本文設(shè)計了一套控制系統(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Buck電路實現(xiàn)MPPT的原理和Buck電路的特點進行了詳細的分析。根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計方案,本文設(shè)計了相關(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,并制作了一款樣機進行實驗。在軟件和控制算法方面,通過對常用的三種MPPT算法進行實際實驗,在比較分析后,提出了一種改進的具有自適應(yīng)步長的電導(dǎo)增量算法。通過相關(guān)對比實驗,該算法的速度更快,精度更高,可以有效的提高太陽能電池的效率。
【學(xué)位授予單位】：上海應(yīng)用技術(shù)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：V272
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本文編號：1285706