【正文】 對于模型的擬合程度，我們可以利用 21 ()ni ik ikx x x????（ 1,2,4i? ）來求取各階的實際數(shù)值與真實函數(shù)值之間的波動情況，簡略的以此來鑒定該階數(shù)在特定的那種情況下的擬合程度， 此外，還有一種更為簡單的判斷方法，再每個 [p,s]=polyfit(x,y,n)中，返回一個在采樣點的誤差向量 s，所以 1 階時，擬合情況較好，誤差值較小，較為符合實際情況，應(yīng)采用低階。這是因為 LabVIEW 的運行機制是多線程并行的，如果直接利用布爾控件控制，運行中每次循環(huán)都要對所有布爾控件判定之后才能確定程序的分支流程，所需時間較長，所以運行速度慢。對于一個 VI，也可以在框圖程序中通過其他的 VI 的圖標(biāo) /連接口來調(diào)用其他的 VI 作為其子程序，這些被 調(diào)用的 VI 稱為 工以程序設(shè)計符合了模塊化的程序設(shè)計思想，并對這種思想起了推進作用。因此在本系統(tǒng)的設(shè)計中，我們采用 LabVIEW 來進行開發(fā)編程。 (1)信號調(diào)理模塊 信號調(diào)理模塊屬智能化測 量儀器的范疇，其基本任務(wù)是對輸出信號按照一定的要求進行調(diào)理，并將輸出信號送至記錄儀器。以 GPIB、 VXI、串行總線和現(xiàn)場總線等標(biāo)準(zhǔn)總線儀器為硬件方式組成的 GPIB 系統(tǒng)、 VXI 系統(tǒng)、串行總線系統(tǒng)、現(xiàn)場總線系統(tǒng)等。 MAX 給每塊 DAQ 卡分配一個邏輯設(shè)備號，以 供 LabVIEW 調(diào)用時使用。 鹽城工學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計說明書 ( 20xx) 18 圖 33 PCI6221 多功能數(shù)據(jù)采集卡 它采用了常見于其他 M 系列設(shè)備的技術(shù)，包 括用于高級設(shè)備定時和數(shù)字 I/O。 (2)數(shù)據(jù)分辨率和精度 分辨率是 A/D 轉(zhuǎn)換所使用的數(shù)字位數(shù)。我們 所有的僅僅是一個時間序列的離散的函數(shù) x(n) 和采樣頻率。一個信號分別用合適的采樣率和過低的采樣率進行采樣的結(jié)果。 數(shù)據(jù)采集的原理 在計算機廣泛應(yīng)用的今天，數(shù)據(jù)采集的重要性是十分顯著的。 (4)測試結(jié)果處理 測試系統(tǒng)應(yīng)提供對測試結(jié)果的處理操作，包括：測試結(jié)果的分析、測試結(jié)果的存儲和測試結(jié)果的圖形化處理等。第二 ,信號處理電路將傳感器輸出的電量信號進行整形、轉(zhuǎn)換、濾波處理 ,變成標(biāo)準(zhǔn)信號。 測功率 機器的電源電路，測試夾具鱷魚夾（紅正黑負(fù)）、測試臺體與計算機通信電纜連接正確，打開測試臺箱體側(cè)面的電源開關(guān) ， 擦干凈測試臺面，保持測試臺面的清潔 打開計算機 ， 打 開相關(guān)軟件，進入太陽電池參數(shù)測試，設(shè)置相關(guān)數(shù)據(jù)準(zhǔn)備測試電池組件。取出電池片，用美工刀輕輕劃出 字型，撕開電池片的外層塑料包裝，注意電池片四角。當(dāng)負(fù)載 Rm使太陽能電池的功率輸出為最大時，它對應(yīng)的最大功率 P m為 P m= Im*Vm （ 27） 式中 I m 和 V m 分別為最佳工作電流和最佳工作電壓。通過界面層的電荷分離，將在 P 區(qū)和 N區(qū)之間產(chǎn)生一個向外的可測試的電壓。 目前大多的太陽能組件測試系統(tǒng)多為人工施加負(fù)載，很難求出太能能電池組件的最佳功率點，也不能自動畫出太能能電池組件的IV 曲線，也不能隨著溫度、光強、光譜的變化而自動修正到標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)。 太陽能具有以下幾個主要特點： （ 1） 與人類歷史相比具有長得多的壽命，所以對人類來說幾乎是無限的能源； （ 2） 太陽能極其豐富， 30 分鐘輻照到地球的能量就夠全世界一年的能源消耗； （ 3） 太陽能是綠色環(huán)保能源， 不會造成公害； （ 4） 在使用現(xiàn)場就能從太陽光獲得能量。除了文中特別加以標(biāo)注引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫的成果作品。鹽城工學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計說明書 ( 20xx) 基于虛擬儀器的太陽能晶片組件測試平臺設(shè)計 摘 要 ： 基于虛擬儀器的太能能電池組件系統(tǒng)測試的系統(tǒng)采用氙燈和過濾器為光伏設(shè)備提供了一個模擬的太陽光 .，拋物面發(fā)射裝置實現(xiàn)高均勻度得模擬太能光，從而避免了因穩(wěn)態(tài)的溫度對測試的影響。對本文的研究做出重要貢獻的個人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。 光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展 (1)世界太陽能電池產(chǎn)量快速增長，最近 5 年的平均增長速度超過 40%世界光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)自 80 年代以來得到了迅 速發(fā)展，平均年增長率達到 30%，近幾年由于出現(xiàn)供不應(yīng)求的局面，其發(fā)展更加迅速，成為全球增長最快的高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)之一。 本文所設(shè)計的基于虛擬儀器下的太陽能電池組件測試平臺利用了反向偏壓電子負(fù)載的形式，可在脈沖氙燈閃光的極短時間內(nèi)同時測出多個點的電壓、電流值，并且給出太陽能電池組件由實時數(shù)據(jù)修正到標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的電池的 功率 。通過光照在界面層產(chǎn)生的電子 空穴對愈多，電流愈大。 將 V OC 與 I SC 的乘積與最大功率 P m 之比定義為填充因子 FF ，則 FF =Pm/VocIsc=VmIm/VocIsc （ 28） 鹽城工學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計說明書 ( 20xx) 9 FF 為太陽能電池的重要表征參數(shù)， FF 愈大則輸出的功率愈高。 (b)焊接前準(zhǔn)備：穿好工作服、工作鞋，戴好口罩、工作帽、手套和指套； (c)清潔加熱臺，將異物清理干凈； (d)打開加熱臺和電烙鐵的開關(guān)，設(shè)定好指定溫度，直到達到 指定溫度； (e)右手拿電烙鐵，左右一次只能拿一片電池片，再用右手的拇指和中指取一根焊帶，將焊帶平放在主柵線上，按照電池片型號，從第 N根細(xì)柵線將焊帶焊接在主柵線上，注意電烙鐵一定要托至尾部，能全部覆蓋主柵線的白色部分。 貼銘牌和實時打印功率標(biāo)簽， a、 b 類組件分開放置。第三 ,數(shù)據(jù)采集卡采集信號處理電路的電壓信號 ,并轉(zhuǎn)換為計算機能處理的數(shù)字信號。 (5)測試系統(tǒng) 組成 (a)測試控制部分 測試控制部分主要對 PCI6221 數(shù)據(jù)采集卡的控制。它是計算機與外部物理世界連接的橋梁。 采樣率過低的結(jié)果是還原的信號的頻率看上去與原始信號不同。這是我們測量與分析的唯一依據(jù)。分辨率越高，輸入信號的細(xì)分程度就越高，能夠識別的信號變化量就越小。同時 NIPGIA2 技術(shù)可顯示快速精確的多通道掃描。為配置程序的主界面，在左欄里有 Data Neighborhood， Devices and Interfaces 和 Scales 等目錄。無論哪種虛擬儀器系統(tǒng) ,都是將硬件儀器搭載到各種計算機平臺上再加上應(yīng)用軟件而構(gòu)成的。 信號調(diào)理模塊是將待測量輸出信號送入數(shù)據(jù)采集裝置的門戶和預(yù)處理接口。 LabVIEW 軟件工具的特點可以歸納為： (1)圖形化的編程方式，設(shè)計者無需編寫任何文本格式的代碼，是真正的工程師的語言； (2)提供了豐富的數(shù)據(jù)采集、分析及存儲的庫函數(shù)； (3)既提供了傳統(tǒng)的程序調(diào)試手段， 如設(shè)置斷點、單步運行，同時提供有獨到的高亮執(zhí)行工具，使程序動畫式運行，利于設(shè)計者觀察程序運行的細(xì)節(jié)，使程序的調(diào)試和開發(fā)更為便捷； (4)32 位的編譯器編譯生成 32 位的編譯程序，保證用戶數(shù)據(jù)采集、測試和測量方案的高速執(zhí)行； (5)囊括了 DAQ， G PIB， PXI， VXI， RS232/485 在內(nèi)的各種儀器通訊總線標(biāo)準(zhǔn)的所有功能函數(shù)，使得不懂總線標(biāo)準(zhǔn)的開發(fā)者也能夠驅(qū)動不同總線標(biāo)準(zhǔn)接口設(shè)備與儀器； (6)提供大量與外部代碼或軟件進行連接的機制，諸如 DLL(動態(tài)鏈接庫 )、 DDE(共享庫 )、 ActiveX 等 ； (7)強大的 Inter 功能，支持常用網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，方便網(wǎng)絡(luò)、遠(yuǎn)程測控儀器開發(fā)。我們將一個復(fù)雜的應(yīng)用程序逐步劃分成為一系列簡單的子任務(wù)，并為每一個子任務(wù)創(chuàng)建一個 VI，再將它們裝配到另一個圖標(biāo)代碼中最終完成一個復(fù)雜的任務(wù)。為了提高運行速度，將原來的多個 Case 結(jié)構(gòu)合并為一個，合并后 Case 結(jié)構(gòu)的輸入值不再是單一的布爾控件，而變成改進后的輸入值。 界面的顯 示 圖 41 界面圖 鹽城工學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計說明書 ( 20xx) 27 程序框圖 圖 41 前面板圖 圖 42 程序框圖 5 結(jié)論展望 總結(jié) 本論文主要完成了以下工作： (1)分析了太陽能電池的工作原理和負(fù)載特性，利用 NI 的多功能數(shù)據(jù)采集卡采 集數(shù)據(jù)，并對數(shù)據(jù)進行顯示和存儲。最終通過 V*I 算出功率。但是在 Case 結(jié)構(gòu)過多的情況下，將會在很大程度上影響系統(tǒng)的速度。像其他高級編程語言中，一個函數(shù)可以調(diào)用其他的函數(shù)作為它的子函數(shù)一樣。 測試系統(tǒng)開發(fā)的需要。 (d)根據(jù)實際需要還可以增加傳感器調(diào)理電路 ,因為各種傳感器具有各自獨特的特性 ,如對于熱電偶就需要進行冷節(jié)補償 ,對其非線性化輸出進行線性化處理等。從構(gòu)成方式講 ,則有以數(shù)據(jù)采集卡 (DAQ)和信號調(diào)理電路組成的 PCDAQ 測試系統(tǒng) 。 Automation Explorer（ MAX），使用它可以實現(xiàn)如下功能 ： 鹽城工學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計說明書 ( 20xx) 19 (1)瀏覽系統(tǒng)中的設(shè)備和儀器，并快速檢測及配置硬件和軟件； (2)通過測試面板驗證和診斷硬件的運作情況； (3)創(chuàng)建新的通道、任務(wù)、接口和比例等。 PCI6221 數(shù)據(jù)采集卡可直接插入計算機主板的擴展槽中，通過 A/D 轉(zhuǎn)換，可將模擬信號采集輸入計算機進行數(shù)據(jù)處理和分析顯示，也可通過 D/A 轉(zhuǎn)換實現(xiàn)反饋控制，根據(jù)需要還可加入信號調(diào)理和實時數(shù)字信號處理等硬件模塊。采樣率必須保證一定的數(shù)值，如果太低，則精確度就很差。這里又發(fā)生一個困難，有時我們并不知道，或不確切知道被采信號的頻率，因此不但采樣率不一定是信號頻率的整倍數(shù)，也不能保證提供整周期數(shù)的樣本。如果信號中包含頻率高于奈奎斯特頻率的成分，信號將在直流和恩奎斯特頻率之間畸變。本文所研究的太陽能電池性能測試系統(tǒng)的硬件包括基礎(chǔ)硬件和外圍硬件，系統(tǒng)的基礎(chǔ)硬件平臺選用 PC 機平臺，作為硬件系統(tǒng)的核心，集中控制總成的信號采集、分析處理、數(shù)據(jù)存儲、打印輸出；外圍硬件則主要實現(xiàn)信號的采集與處理功能，它包括用于本測試系統(tǒng)信號調(diào)理電路、多功能數(shù)據(jù)采集卡和各種計算機內(nèi)置卡槽等。 (3)測試過程控制與管理 測試系統(tǒng)應(yīng)能實現(xiàn)由測試任務(wù)描述提供的測試應(yīng)用的具體實現(xiàn)，完成測試程序代碼的生成，實現(xiàn)對測試任務(wù)資源的配置及管理，并在測試任務(wù)執(zhí)行過程中提供對測試任務(wù)的控制與管理。 測試系統(tǒng)工作流程 測試系統(tǒng)的工作流程為 :第一 ,將傳感器測量被測信號轉(zhuǎn)換為電量信號。從左到右均勻地往凹槽打入適量硅膠； (4)用裝框機將邊 框裝好（倆人配合將層壓后的組件抬至裝框臺，先裝長邊框，后短邊寬 ） ； (5)裝接線盒，將小料上露出的 4根引線端插入接線盒。 焊接 (1)原材料 :電池片 焊帶 電池片 :是焊接的對象 ,起到發(fā)電的作用焊帶 :把每片小功率的電池片連接起來 ,起到導(dǎo)電的作用 . (2)焊接的步驟 : (a)拆電池片包裝：美工刀刀口向外，挑開膠帶紙。太陽能電池接上負(fù)載 R 時，所得的負(fù)載伏 安特性曲線如圖 22： 負(fù)載 R 可以從零到無窮大。電子向帶正電的N 區(qū)和空穴向帶負(fù)電的 P 區(qū)運動。我國光伏發(fā)電市場需求旺盛，光伏發(fā)電系統(tǒng)被應(yīng)用在多個領(lǐng)域。開發(fā)和利用豐富、廣闊的太陽能，可以對環(huán)境不產(chǎn)生或產(chǎn)生很少污染，太陽能既是近期急需的能源補充，又是未來能源結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)，不論是從經(jīng)濟社會走可持續(xù) 發(fā)展之路和保護人類賴以生存的地球生態(tài)環(huán)境的高度來審視，還是從特殊用途解決能源供應(yīng)問題出發(fā)，開發(fā)利用太陽能都具有重大戰(zhàn)略意義。 作者簽名： 日 期： 鹽城工學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計說明書 ( 20xx) 2 學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明 本人鄭重聲明：所呈交的論文是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨立進行研究所取得的研究成果。 測試組件時環(huán)境溫度要求在 25 攝氏度。本人完全意識到本聲明的法律后果由本人承擔(dān)。進入 21 世紀(jì)，在歐洲、日本扶持政策的引導(dǎo)下，世界光伏發(fā)電技術(shù)和產(chǎn)業(yè)有了突飛猛進的發(fā)展。 電流電壓關(guān)系曲線 (IV 曲線 )在工程科學(xué)中是極其重要而又常用的關(guān)系曲線，尤其對于太陽能電池的研究。界面層吸收的 光能愈多，界面層即電池面積愈大，在太陽能電池中形成的電流也愈大。 FF 取決于入 射光強、材料的禁帶寬度、理想系數(shù)、串聯(lián)電阻和并聯(lián)電阻等。 (3)焊接注意點 ： 焊接時減少停頓的動作，不要有虛焊，焊接時輕拿輕放 ,動作柔和 .作業(yè)過程中無電池片引起的聲音 。 每隔 2 小時對標(biāo)準(zhǔn)組件進行測試測試的數(shù)據(jù) 與原始數(shù)據(jù)進行核準(zhǔn)，若測試數(shù)據(jù)與原始數(shù)據(jù)基本一致 以內(nèi)，確認(rèn)測試儀工作狀態(tài)正常，即可將太陽能電池組件進行調(diào)試。第四 ,通過設(shè)備驅(qū)動程序 ,數(shù)字信號進入計算機。 (b)信號采集部分 通過 LabVIEW 軟件平臺編寫采集程序，實現(xiàn)將被測電路的模擬 信號轉(zhuǎn)化為計算機能夠處理的數(shù)字信號。 各種類型信號采集的難易程度差別很大。這種信號畸變叫做混疊（ alias ）。 數(shù)據(jù)采集卡的選擇 一 般情況下 ,數(shù)據(jù)采集系統(tǒng) ( DAQ)硬件設(shè)備的基本功能包括模擬量 輸入 ( A/D)