基于嵌入式目標(biāo)模塊的太陽(yáng)能led照明控制系統(tǒng)研究(編輯修改稿)
2025-07-15 18:08 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 明網(wǎng)技術(shù)論文LED照明 中國(guó)照明網(wǎng)技術(shù)論文LED照明 系統(tǒng)通過Iset設(shè)置運(yùn)行參考電流，控制系統(tǒng)由電壓電流傳感器獲得采樣數(shù)據(jù)，經(jīng)系統(tǒng)框圖算法最終輸出PWM 脈沖作用于開關(guān)器件MOSFET 門極以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)控制。采用恒電流雙環(huán)控制，提高了系統(tǒng)階數(shù)，并且以參考電流為最終控制對(duì)象，有利于提高LED 負(fù)載電流平滑穩(wěn)定。1. 3 系統(tǒng)充放電策略選取 蓄電池在使用過程中，充放電策略對(duì)其壽命具有重要影響［6，7］。由于系統(tǒng)需要盡可能最大功率輸出并儲(chǔ)存以充分利用光伏陣列，因此充電策略需要既滿足MPPT 需求，也能解決蓄電池壽命問題。選取以下充電策略可以滿足要求:MPPT 充電控制:在電池端電壓低于設(shè)定值Vset時(shí)，采用MPPT 控制進(jìn)行最大功率充電，盡可能保證光伏陣列輸出最大功率，提高光伏陣列利用率。限功率充電控制:當(dāng)蓄電池端電壓達(dá)到Vset時(shí)，采用限功率充電控制，設(shè)定充電功率P ≤ Pset，此時(shí)充電電流iP小于MPPT 充電電流iMPP，系統(tǒng)不再進(jìn)行MPPT 控制。浮充控制:當(dāng)蓄電池端電壓接近飽和電壓Vf時(shí)，系統(tǒng)進(jìn)一步降低充電電流，嚴(yán)格控制充電電壓Vc = Vf，進(jìn)入小電流浮充階段，最終完成整個(gè)充電過程。1. 4 基于嵌入式目標(biāo)模塊的控制程序生成 根據(jù)MATLAB /Simulink 仿真模型，利用Simulink中Embedded Target for TI C2000 模塊，對(duì)控制算法進(jìn)行移植，并加入eZdsp 模塊對(duì)DSP 資源進(jìn)行配置，即可快速編譯生成控制系統(tǒng)中TMS320F2812DSP 的控制代碼。由于采用了算法移植，使仿真結(jié)果能快速準(zhǔn)確地在實(shí)際系統(tǒng)中得到驗(yàn)證，并依據(jù)仿真結(jié)果可對(duì)控制算法進(jìn)行快速修改，大大提高效率［8］?！? 第2章 仿真和實(shí)驗(yàn) 在MATLAB /Simulink 仿真中，建立如圖2 的主電路模型，主要由Buck 主電路、傳感器和光伏陣列模型組成。中國(guó)照明網(wǎng)技術(shù)論文LED照明 建立變步長(zhǎng)的改進(jìn)干擾觀測(cè)法MPPT 控制的Simulink 模型如圖3 所示:中國(guó)照明網(wǎng)技術(shù)論文LED照明 中國(guó)照明網(wǎng)技術(shù)論文LED照明 圖4(a)中，在光照強(qiáng)度快速變化時(shí)，光伏陣列輸出電壓只有微弱波動(dòng)，而輸出電流變化明顯，與理想MPPT 跟蹤效果完全吻合。電流波形動(dòng)態(tài)響應(yīng)時(shí)間短、穩(wěn)態(tài)波動(dòng)小，體現(xiàn)出很好的控制性能。圖4(b)中，系統(tǒng)從開始運(yùn)行經(jīng)過一段時(shí)間即穩(wěn)定運(yùn)行在最大功率點(diǎn)附近，當(dāng)光照強(qiáng)度劇烈變化時(shí)，能快速準(zhǔn)確運(yùn)行在新的最大功率點(diǎn)處。波形中同一光照強(qiáng)度下的運(yùn)行點(diǎn)變化范圍較小，充分解決了干擾觀測(cè)法在最大功率點(diǎn)附近反復(fù)振蕩擾動(dòng)和光照劇烈變化出現(xiàn)誤判斷的問題。中國(guó)照明網(wǎng)技術(shù)論文LED照明 基于Simulink 建立如圖5 的LED 負(fù)載放電電路模型，系統(tǒng)中VSVSCSCS2 分別為電壓、電流傳感器，電路將蓄電池經(jīng)Boost 電路升壓后接LED 負(fù)載，控制程序利用圖1 所示控制算法根據(jù)采樣數(shù)據(jù)最終輸出PWM 脈寬信號(hào)作用于MOSFET 以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)控制。中國(guó)照明網(wǎng)技術(shù)論文LED照明 中國(guó)照明網(wǎng)技術(shù)論文LED照明 設(shè)置LED 啟動(dòng)參考電流為0. 5A，在0. 6s 時(shí)改變參考電流為0. 6A 進(jìn)行系統(tǒng)動(dòng)穩(wěn)態(tài)性能仿真，其負(fù)載電壓電流波形如圖6 所示。中國(guó)照明網(wǎng)技術(shù)論文LED照明 中國(guó)照明網(wǎng)技術(shù)論文LED照明 圖6 中，LED 啟動(dòng)電流不帶有尖峰，可充分保護(hù)其免遭因尖峰電壓導(dǎo)致瞬間過流而造成的損壞。在改變參考電流后，輸出電流波形超調(diào)很小，動(dòng)態(tài)響應(yīng)相對(duì)較快，穩(wěn)態(tài)精度較高。中國(guó)照明網(wǎng)技術(shù)論文LED照明 根據(jù)以上模型，采用300W 光伏電池、蓄電池組和50W LED 燈構(gòu)建實(shí)際系統(tǒng)，建立系統(tǒng)主電路和TMS320F2812 控制板，采用嵌入式目標(biāo)模塊生成控制代碼［8］，最終由DSP 實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)控制，系統(tǒng)MPPT運(yùn)行和L
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