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基于AVR单片机的全自动光伏水泵系统

更新时间：2020-02-09 13:33:36 大小：8M 上传用户：songhuahua 查看TA发布的资源 标签：AVR单片机全自动光伏水泵系统 下载积分：1分评价赚积分（如何评价?）收藏评论(0) 举报

资料介绍

太阳能被公认为是一种前景广阔的可再生新能源，目前在工业场合和人们的日常生活中已经获得了广泛的应用。光伏水泵系统作为独立式光伏发电系统的一个重要应用分支，特别适用于解决阳光充足的偏远无电地区的人畜饮水及农业灌溉的问题，其应用与推广无疑将带来良好的环境效益和经济效益。

本课题主要研究了光伏水泵系统的关键控制技术。采用了基于自适应最大功率跟踪算法和直流无刷电机驱动水泵的控制方案，开发了一套基于AVR单片机(Atmaga32)的全自动光伏水泵系统。主要研究内容如下:

(1)基于对太阳能电池的原理和数学模型的研究，在Matlab的Simulink平台上建立了光伏阵列的动态仿真模型，分析了温度和光强的变化对太阳能阵列输出特性的影响，得出了最大功率跟踪控制的必要性。

(2)讨论了几种通用的最大功率点跟踪方式。从简单性和实用性的角度出发，提出了一种新型的自适应最大功率跟踪算法。该算法使用自学习调整器，对普通扰动观察法进行优化，能够实现自动调整扰动步长。通过光照辐射变化的仿真实验，证明了所提出的方法的控制性能优于传统的扰动观察算法。

(3)对机泵装置的负载特性、直流无刷电机的换相规律及其数学模型进行了分析。针对无位置传感器直流无刷电机的关键技术问题，研究了电机的PWM控制策略、基于“虚拟中点法”的位置检测技术和“三段式”启动方法。

(4)设计了光伏水泵控制器的硬件电路，主要包括以Atmaga32单片机为核心的控制电路、基于PS21564-P的电子换相电路、基于LD7575的开关电源电路以及其他辅助电路。并在AVR Studio的软件开发平台上，通过编程实现了系统的控制和保护功能。

(5)完成了光伏水泵控制器样机的设计与调试，实现了太阳能抽水系统试验平台的搭建。通过不同的测试实验，充分验证了控制器电路设计的合理性和系统控制方案的可行性。由于本文所提出的MPPT算法具有自适应特性，即使在气候变化的条件下，依然可以实现对水泵负载的可靠控制，系统工作稳定，整体效率较高，为光伏水泵系统的优化控制提供了参考。