基于RS485总线的石墨化过程测控系统设计

采用RS485现场总线技术和网络技术,在MCGS WWW网络版组态软件平台上,设计了一套以工控机为主机的锂电池负极材料石墨化过程实时测控系统.系统的485现场节点整流变压器高压侧电气参数智能采集模块和变压器电动有载调节机构控制器分别完成变压器电气参数的采集和档位控制.设计并实现了一种基于线性光电耦合的二阶低通滤波器,整流器输出电压与电流及其他模拟信号经二阶低通滤波器处理后,由智能采集板卡采样.提出了一种能匹配设定功率曲线的变压器档位自动调控算法,可实现石墨化过程的优化控制.系统主机通过光纤接入企业局域网程控交换机,使系统具有远程监视功能.120多炉次的实际运行效果表明,石墨化过程实时测控系统稳定可靠、操作方便,产品质量稳定,平均炉次的电耗比原系统降低了6%.     

基于EXB841的IGBT驱动电路优化设计

针对EXB841典型IGBT驱动保护电路中存在的不足,提出了采用外部负栅压成型电路提高负栅压、过流检测电路精确调整过流动作阈值,虚假过流故障识别与故障信号锁存电路识别虚假过流和过流锁定等改进方法,设计了相应的优化驱动电路.优化驱动电路在臭氧发生电源中得到了应用,实际运行表明优化驱动电路克服了EXB841典型驱动的不足,改善了IGBT的驱动与保护性能,具有很好的实用性.     

NB-IoT无线路灯控制器研究

设计了一款高性能NB-IoT无线路灯控制器.该路灯控制器使用M5311窄带物联网传输模块实现无线通信,使用嵌入式单片机STM8作为控制器,使用智能电量采集芯片HLW8112实时采集路灯的电压、电流、功率、电能、功率因数等电气参数,具有灯具故障诊断与报警、灯具远程或本地渐变与瞬时调光、灯具电源开关控制等功能.分析与设计了路灯控制器的M5311与CPU接口电路、D/A调光电路、电气参数采集电路、主程序、定时器中断服务子程序、联网服务子程序、指令解析子程序、故障诊断子程序、路灯控制器与远程控制平台的通信协议.路灯控制器测试平台的实验结果验证了NB-IoT无线路灯控制器的功能与性能,满足现代城市路灯智能控制的要求.     

基于TMS320F2812和BUCK电路的光伏阵列模拟器

采用TMS320F2812DSP为控制器,BUCK电路为主电路,研究与设计了一种新型光伏阵列模拟器.模拟算法利用模拟器负载电流与阵列特性电流的差值控制BUCK电路开关的占空比,调节模拟器输出电压,使模拟器的工作点逐步逼近光伏阵列I-V特性的工作点,实现对光伏阵列输出特性的模拟.阵列的特性电流值由存贮于DSP中的工程数学模型,根据选定的不同光照量和环境温度条件计算得到.MATLAB仿真和模拟器样机的实验结果表明,本文模拟器的逼近与稳定时间约为80ms,仅为传统逐点逼近法的25%,且超调小于4%,稳态误差小于1%,均优于传统逼近法,且能够实现光伏阵列不同I-V特性曲线的完整模拟.     

基于电流反馈模糊控制算法的光伏模拟器研究

设计与研究了一种基于BUCK直流变换器和电流反馈模糊控制算法的光伏电池阵列模拟器.该模拟器实时采集BUCK变换器输出电压并代入光伏电池工程数学模型,计算出电池电流作为模糊控制器的输入参考电流.该参考电流与BUCK变换器输出电流的差值及差值变化量作为模糊控制器的2个输入.模糊控制器通过模糊算法计算BUCK功率开关的导通占空比,使BUCK变换器的输出电压和电流准确对应于光伏电池V-I特性曲线的期望工作点,实现光伏特性模拟.模糊控制器使用三角形模糊隶属度函数,输入与输出变量的论域规范为[-3,3],模糊规则49条.Matlab/Simulink仿真模型与试验系统的实验结果表明,模糊控制模拟器不仅能准确模拟光伏电池的静态输出特性,还能快速跟踪工作点变化或外部环境变化的光伏电池特性,超调量小于3.5%,稳态误差小于3.6%,纹波系数小于3%,跟踪时间约为0.3s,能够为光伏发电系统的研究与开发提供优良的光伏阵列实验设备.     

城市道路照明自适应节能控制算法与监控系统

为了克服现有城市道路照明路灯控制系统难以兼顾节能与保障行车安全的问题,提出一种城市道路照明自适应节能控制算法,该算法采用路面实时平均亮度反馈,在日出日落时段与基于标准设计的路面需求亮度比较,自适应地调整实际开关灯时间,并依据道路小时统计平均车流量,在夜间照明时段按小时计算对应的道路照明亮度,实现与车流量统计结果相匹配的分时段调光控制策略,既能保障行车安全,又能实现明显的节能.详细描述了算法的工作原理与程序实现流程图,介绍了基于LoRa无线物联网城市道路照明监控系统的结构与功能.该系统在湖南省某条干道夏季相同天气条件和时间内的实际运行效果表明:系统能可靠实现区域道路路灯的远程无线开关灯与调光控制等监控功能,验证了节能型自适应控制算法的有效性,相比于传统控制方式的节能率高达39.3％.     

光伏发电系统MPPT固定频率滑模控制

基于光伏电池的数学模型,采用Buck电路作为实现电路,以开关周期平均状态概念为基础,建立光伏发电系统的平均状态数学模型.基于滑模控制理论和光伏电池的工作特性,设计了光伏发电系统最大功率点跟踪固定频率滑模控制器,对控制器的固定频率滑模控制算法采用Lyapunov方法进行了存在性和稳定性分析.在理论分析基础上,对光伏发电系统及固定频率滑模控制器进行了数字仿真和实际物理系统实验.仿真和实验结果表明,所设计的固定频率滑模控制器抖振很小,能很好地实现光伏发电系统最大功率点跟踪,控制算法实用有效.     

LoRa隧道照明网络设备测试系统研究与设计

设计了一款LoRa无线隧道照明网络设备功能自动测试系统.该系统以易控(INSPEC)组态软件为开发平台,可一次性自动完成多达15台LoRa无线网络设备的功能测试和拷机运行,具有系统工艺参数输入,测试参数的实时采集、运算处理、存盘、显示、报表查看,以及故障自诊断与报警等功能.给出了测试系统电路设计,详细描述了测试系统功能模块程序流程图和关键程序的设计方法与实现原理.湖南某公司近万台套LoRa无线隧道照明网络设备的实际使用效果验证了测试系统设计的正确性与高性能.