為了解決現(xiàn)階段氣象環(huán)境的變化使太陽能定位系統(tǒng)不穩(wěn)定的問題,本文設(shè)計了基于新的陽光強(qiáng)度定位算法的太陽能帆板控制器。在陽光強(qiáng)度定位算法中,使用了全天候陽光強(qiáng)度數(shù)據(jù)采集法,該算法利用陽光強(qiáng)度的加權(quán)計算法來計算每個點的實際陽光強(qiáng)度,而后經(jīng)過算法選擇,計算出陽光最強(qiáng)方向坐標(biāo)參數(shù)。并且在計算光強(qiáng)數(shù)據(jù)前,先對光強(qiáng)數(shù)據(jù)進(jìn)行了濾波處理,這樣就盡可能避免了外界環(huán)境對系統(tǒng)的干擾。該方法不但可以在陽光照射環(huán)境比較復(fù)雜的自然環(huán)境下使用,而且還可以在由非自然光的人工環(huán)境下使用,只要環(huán)境產(chǎn)生的光譜變化量大于傳感器分辨率。實現(xiàn)了在有氣象影響的自然環(huán)境下能精確的定位陽光最強(qiáng)方向的設(shè)計目的�；谠撍惴�,提出了新的光電傳感器陣列設(shè)計理念,輔助該算法在較短時間內(nèi)收集光強(qiáng)數(shù)據(jù)。在電路設(shè)計方面,本文采用了自頂向下和自底向上兩種設(shè)計方式互相配合的方法,以Verilog語言為主要設(shè)計手段,對核心的光強(qiáng)算法電路進(jìn)行了全方位的設(shè)計。用隨機(jī)數(shù)據(jù)來模擬現(xiàn)實環(huán)境下光強(qiáng)變化,用C語言模擬該系統(tǒng)運(yùn)行情況,將測試結(jié)果和系統(tǒng)在Modelsim軟件環(huán)境下的模擬結(jié)果相比較,檢驗了系統(tǒng)功能的正確性。并且對AD轉(zhuǎn)換器的接口電路、SDRAM的接口電路及步進(jìn)電機(jī)... 

【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：75 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題背景及研究的目的和意義
    1.2 國內(nèi)外太陽能帆板控制系統(tǒng)發(fā)展概況及研究現(xiàn)狀
    1.3 傳統(tǒng)追蹤系統(tǒng)的局限性及存在的問題
    1.4 基于FPGA設(shè)計集成電路概述
        1.4.1 可編程邏輯器件發(fā)展簡史
        1.4.2 可編程邏輯器件分類
        1.4.3 可編程邏輯器件基本設(shè)計流程
    1.5 論文的主要研究內(nèi)容及組織安排
第2章 控制器總體設(shè)計
    2.1 引言
    2.2 設(shè)計思路
    2.3 控制器主要功能的實現(xiàn)
        2.3.1 光強(qiáng)數(shù)據(jù)采集
        2.3.2 光強(qiáng)數(shù)據(jù)存儲
        2.3.3 光強(qiáng)數(shù)據(jù)過濾
        2.3.4 光強(qiáng)數(shù)據(jù)加權(quán)
    2.4 本章小結(jié)
第3章 控制器的硬件設(shè)計
    3.1 主要器件的選擇
        3.1.1 傳感器陣列硬件
        3.1.2 太陽能帆板動力控制部分硬件
    3.2 硬件電路設(shè)計
        3.2.1 光強(qiáng)數(shù)據(jù)采集部分硬件電路設(shè)計
        3.2.2 太陽能帆板動力控制部分電路設(shè)計
    3.3 本章小結(jié)
第4章 控制器的邏輯電路設(shè)計及功能仿真
    4.1 引言
    4.2 頂層電路及子模塊連接圖
    4.3 太陽能帆板控制狀態(tài)機(jī)設(shè)計
    4.4 分頻器與計時器
    4.5 陽光最強(qiáng)方向算法電路設(shè)計
        4.5.1 數(shù)字信號限幅濾波器設(shè)計及功能仿真
        4.5.2 最佳光強(qiáng)方向加權(quán)算法設(shè)計及功能仿真
        4.5.3 光強(qiáng)加權(quán)算法電路RTL原理圖
    4.6 A/D轉(zhuǎn)換接口電路設(shè)計
        4.6.1 A/D轉(zhuǎn)換接口電路設(shè)計及功能仿真
        4.6.2 A/D轉(zhuǎn)換接口電路及限幅濾波器RTL原理圖
    4.7 SDRAM接口電路
        4.7.1 SDRAM寄存器接口電路應(yīng)用
        4.7.2 SDRAM電路RTL原理圖
    4.8 步進(jìn)電機(jī)伺服系統(tǒng)接口電路設(shè)計
        4.8.1 步進(jìn)電機(jī)速度控制模塊設(shè)計及功能仿真
        4.8.2 步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動輸出模塊設(shè)計及功能仿真
        4.8.3 步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動電路RTL原理圖
    4.9 本章小結(jié)
第5章 控制器邏輯電路綜合驗證
    5.1 引言
    5.2 系統(tǒng)RTL視圖
    5.3 時序約束
    5.4 引腳分配
    5.5 布局布線
    5.6 控制器與周邊設(shè)備連接
    5.7 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
致謝
個人簡歷



本文編號：3566344