【導(dǎo)讀】伏設(shè)備提供了一個(gè)模擬的太陽(yáng)光.，拋物面發(fā)射裝置實(shí)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(duì)測(cè)試的影響。了太陽(yáng)能電池性能測(cè)試平臺(tái)，對(duì)太陽(yáng)能電池性能參數(shù)進(jìn)行測(cè)試。且從硬件和軟件兩個(gè)方面對(duì)系統(tǒng)整體的實(shí)現(xiàn)過(guò)程進(jìn)行了詳細(xì)的介紹。太陽(yáng)能發(fā)電的原理以及數(shù)據(jù)采集卡的選擇。選用NI公司的LabVIEW軟件控制數(shù)。測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理。最終能對(duì)組件進(jìn)行功率分檔，測(cè)試組件是否符合要求。師的指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的成果。究所取得的研究成果。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(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫的成果作品。究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。全意識(shí)到本聲明的法律后果由本人承擔(dān)。本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，同意學(xué)校保留并向國(guó)家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán)大學(xué)可以將本學(xué)位。印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文。

　　

【正文】 的頻率特性直接關(guān)系到整個(gè)調(diào)理電路的通頻帶 ,同時(shí)它還必須具有良好的信號(hào)限幅功能 ,以使放大后的信號(hào)不超過(guò) A/D 轉(zhuǎn)換器的輸入極限值。 (c)觸發(fā)電路是將不同參數(shù)的信號(hào)轉(zhuǎn)換為幅度固定的觸發(fā)矩形脈沖 ,用矩形波信號(hào)調(diào)理 阻抗變換 壓控放大 電平移位 A / D 轉(zhuǎn)換D / A 轉(zhuǎn)換 觸發(fā)輸入 比較觸發(fā)被測(cè)信號(hào)觸發(fā)脈沖鹽城工學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 ( 20xx) 21 的邊沿觸發(fā)邏輯控制電路的工作。 (d)根據(jù)實(shí)際需要還可以增加傳感器調(diào)理電路 ,因?yàn)楦鞣N傳感器具有各自獨(dú)特的特性 ,如對(duì)于熱電偶就需要進(jìn)行冷節(jié)補(bǔ)償 ,對(duì)其非線性化輸出進(jìn)行線性化處理等。 (1)信號(hào)調(diào)理模塊 信號(hào)調(diào)理模塊屬智能化測(cè) 量?jī)x器的范疇，其基本任務(wù)是對(duì)輸出信號(hào)按照一定的要求進(jìn)行調(diào)理，并將輸出信號(hào)送至記錄儀器。 信號(hào)調(diào)理模塊是將待測(cè)量輸出信號(hào)送入數(shù)據(jù)采集裝置的門戶和預(yù)處理接口。其主要功能如下： (a)接受控制單元的指令，對(duì)信號(hào)調(diào)理模塊主要參數(shù)進(jìn)行可編程控制； (b)將數(shù)據(jù)傳輸給 PC 機(jī)，作后續(xù)處理。 由于選擇了 NI 公司數(shù)據(jù)采集卡的最大輸入電壓范圍為 10V~+10V，當(dāng)需測(cè)量電池的電壓超過(guò)最大量程時(shí)，需選擇一個(gè)信號(hào)調(diào)理模塊， NI 的 SCXI1000 信號(hào)調(diào)理模塊就是一個(gè)不錯(cuò)的選擇。信號(hào)調(diào)理模塊的電路如圖 38 所示。 圖 36 信號(hào)調(diào)理電路 該 電路能夠接收計(jì)算機(jī)的控制指令以不同的采樣速率對(duì)信號(hào)調(diào)理電路的模擬輸入信號(hào)進(jìn)行采樣 ,最高采樣頻率可達(dá)到 20MS/S,實(shí)現(xiàn)采樣值的存儲(chǔ) ,實(shí)現(xiàn)示波器的時(shí)基選擇功能 ,實(shí)現(xiàn)各種觸發(fā)采樣方式和計(jì)算機(jī)通信等功能 。 圖 37 數(shù)據(jù)采樣電路結(jié)構(gòu)圖 虛擬儀器的軟件平臺(tái) LabVIEW 軟件介紹 LabVIEW 是一種圖形化的編程語(yǔ)言，它廣泛地被上業(yè)界、學(xué)術(shù)界和研究實(shí)驗(yàn)室所接受，而且被視為一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)采集和儀器控制軟件。 LabVIEW 集成了與滿足 GPIB， VXI， RS232 和 RS485 協(xié)議的硬件及數(shù)據(jù)采集卡通訊的全部功能。它還內(nèi)置了便于應(yīng)用 TCP/IP， ActiveX 等軟件標(biāo)準(zhǔn)的庫(kù)函數(shù)。它是一個(gè)功能強(qiáng)大且靈活的軟件，利用它可以方便地建立自己的虛擬儀器，并且其圖形化的界面使得編程及使用過(guò)程都生動(dòng)有趣。 圖形化的程序語(yǔ)言，又稱為 G 語(yǔ)言 。 使用這種語(yǔ)言編程時(shí)，基本上不寫程A / D 轉(zhuǎn)存 存儲(chǔ)器及控制電路 功能控制電路時(shí)序控制電路 PCI 總線接口模擬信號(hào)觸發(fā)信號(hào)鹽城工學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 ( 20xx) 22 序代碼，取而代之的是流程圖或框圖。它盡可能利用了技術(shù)人員、科學(xué)家、工程師所熟悉的術(shù)語(yǔ)、 圖標(biāo)和概念，因此， LabVIEW 是一個(gè)面向最終用戶的上具。它可以增強(qiáng)構(gòu)建自己的科學(xué)和上程系統(tǒng)的能力，提供了實(shí)現(xiàn)儀器編程和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的便捷途徑。使用它進(jìn)行原理研究、設(shè)計(jì)、測(cè)試并實(shí)現(xiàn)儀器系統(tǒng)時(shí)，可以大大提高上作效率。 測(cè)試系統(tǒng)開發(fā)的需要。因此在本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，我們采用 LabVIEW 來(lái)進(jìn)行開發(fā)編程。 LabVIEW 軟件工具的特點(diǎn)可以歸納為： (1)圖形化的編程方式，設(shè)計(jì)者無(wú)需編寫任何文本格式的代碼，是真正的工程師的語(yǔ)言； (2)提供了豐富的數(shù)據(jù)采集、分析及存儲(chǔ)的庫(kù)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(diǎn)、單步運(yùn)行，同時(shí)提供有獨(dú)到的高亮執(zhí)行工具，使程序動(dòng)畫式運(yùn)行，利于設(shè)計(jì)者觀察程序運(yùn)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(cè)試和測(cè)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(dòng)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(jìn)行連接的機(jī)制，諸如 DLL(動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù) )、 DDE(共享庫(kù) )、 ActiveX 等 ； (7)強(qiáng)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(cè)控儀器開發(fā)。 利用 LabVIEW 可產(chǎn)生獨(dú)立運(yùn)行的可執(zhí)行文樣，它是一個(gè)真正的 32 位編譯器。像許多重要的軟件一樣， LabVIEW 提供 T Windows， UI VIX， Linux， Macintosh 的多種版本。 LabVIEW 環(huán)境下開發(fā)的程序稱為 VI (Virtual Instrument)。一個(gè)完整的VI 程序由三部分組成：前面板 (Front Panel)、框圖程序 (Block Diagram)和圖標(biāo) /連接口。 VI 程序由三部分組成：前面板 (Front Panel)、框圖程序 (Block Diagram)和圖標(biāo) /連接口。 VI 前面板：前面板類似于傳統(tǒng)儀器的模擬面板，主要由輸入控制器((Control)和輸出指示器 ((Indicate)組成。用戶在使用虛擬儀器時(shí)，通過(guò)鼠標(biāo)、鍵盤來(lái)對(duì)儀器進(jìn)行參數(shù)設(shè)定，并在顯示類控件中對(duì)測(cè)試結(jié)果進(jìn)行顯示。 VI 框圖程序：框圖程序相當(dāng)于程序的源代碼，只有在創(chuàng)建了框圖程序以后該程序才能真正運(yùn)行。主要包括了節(jié)點(diǎn)、數(shù)據(jù)端口和連線，其中節(jié)點(diǎn)即一個(gè)執(zhí)行單位，是 VI 程序運(yùn)行的要素，可以把它理 解為程序的一條語(yǔ)句。 VI 用圖標(biāo)代碼和連線來(lái)完成算術(shù)和邏輯運(yùn)算， 圖標(biāo)代碼是對(duì)具體變成問(wèn)題的圖形化解決方案。 鹽城工學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 ( 20xx) 23 VI 的圖標(biāo) /連接口相當(dāng)于傳統(tǒng)儀器的接口，用來(lái)實(shí)現(xiàn)功能的擴(kuò)展。 VI 使用接口板來(lái)代替文本編程的函數(shù)參數(shù)表，每個(gè)輸入和輸出的參數(shù)都有自己的連接端口，其他相關(guān)的 VI 可以通過(guò)它來(lái)相互傳遞數(shù)據(jù)。 VI 是具有層次結(jié)構(gòu)和模塊化的特點(diǎn)。像其他高級(jí)編程語(yǔ)言中，一個(gè)函數(shù)可以調(diào)用其他的函數(shù)作為它的子函數(shù)一樣。對(duì)于一個(gè) VI，也可以在框圖程序中通過(guò)其他的 VI 的圖標(biāo) /連接口來(lái)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(jì)符合了模塊化的程序設(shè)計(jì)思想，并對(duì)這種思想起了推進(jìn)作用。我們將一個(gè)復(fù)雜的應(yīng)用程序逐步劃分成為一系列簡(jiǎn)單的子任務(wù)，并為每一個(gè)子任務(wù)創(chuàng)建一個(gè) VI，再將它們裝配到另一個(gè)圖標(biāo)代碼中最終完成一個(gè)復(fù)雜的任務(wù)。這樣，頂層的 VI 包含著一系列的 VI，其中每個(gè) VI 都用于完成特定的功能，由于每個(gè)子 VI 都可以單獨(dú)執(zhí)行，這樣使得在程序調(diào)試的時(shí)候非常方便。此外，許多底層子 VI 可以完成不同應(yīng)用軟件的通用功能，所以可以為將要構(gòu)建的應(yīng)用軟件開發(fā)一系列的適用子 VI，這些子 VI 可以重復(fù)利用，使得大大提高了程序的開發(fā)效率。 LabVIEW 建立在易用的圖形化編程語(yǔ)言上，符合模塊化程序設(shè)計(jì)思想，滿足了 測(cè)試系統(tǒng)開發(fā)的需要。因此在本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，我們采用 LabVIEW 來(lái)進(jìn)行開發(fā)編程。 軟件設(shè)計(jì)的層次結(jié)構(gòu) 測(cè)試系統(tǒng)軟件至上而下分為頂層應(yīng)用程序，中層功能模塊，以及底層的驅(qū)動(dòng)程序和開發(fā)環(huán)境支持三個(gè)層次。 底層驅(qū)動(dòng)程序接口是由軟硬件廠商提供的，包括 LabVIEW 圖形化編程環(huán)境和板卡的驅(qū)動(dòng)程序。中層的功能模塊是在 LabVIEW 環(huán)境下編程實(shí)現(xiàn)的子程序集，包括對(duì)板卡編程 實(shí)現(xiàn)的測(cè)量模塊、對(duì)數(shù)據(jù)的處理分析模塊、數(shù)據(jù)庫(kù)調(diào)用模塊及存儲(chǔ)顯示模塊等。頂層應(yīng)用程序是最終提供給用戶使用的具有完善測(cè)試界面和配置界面的應(yīng)用程序。對(duì)于論文所設(shè)計(jì)的性能測(cè)試系統(tǒng)，軟件編程所采用的是按照模塊化設(shè)計(jì)，層次調(diào)用、結(jié)構(gòu)化的思想，把任務(wù)分解為一系列任務(wù)，每一項(xiàng)任務(wù)還可以分解為更多項(xiàng)小任務(wù)，然后將其組合來(lái)完成更大的任務(wù)。因此，在 LabVIEW軟件平臺(tái)中具體表現(xiàn)為“從上至下”的設(shè)計(jì)，程序中的“底層”就是一個(gè)個(gè) VI，當(dāng)設(shè)計(jì)編好一個(gè) VI，你可以把它當(dāng)作一個(gè) SubVI 在比它更高的層中使用，而且這種層次是沒有限制的，一 個(gè)個(gè)的 VI構(gòu)成整個(gè)系統(tǒng)程序的總體 。 軟件設(shè)計(jì)的程序結(jié)構(gòu) 軟件的程序結(jié)構(gòu)是一種程序流程控制節(jié)點(diǎn)，它們放置在程序框圖中，外形一般是一個(gè)大小可以縮放的邊框，當(dāng)它與其他節(jié)點(diǎn)的連線由數(shù)據(jù)傳遞過(guò)來(lái)時(shí)，邊框內(nèi)的一段代碼或者反復(fù)執(zhí)行，或者有條件執(zhí)行，或者按照一定順序執(zhí)行，下面來(lái)介紹在本文研究的性能測(cè)試系統(tǒng)中控制程序運(yùn)行的幾種常用結(jié)構(gòu)。 (1)Case 結(jié)構(gòu) 一般測(cè)試系統(tǒng)分析功能都比較多，需要用合適的算法判定程序在各個(gè)時(shí)刻應(yīng)該運(yùn)行哪種分析功能。這種情況一般采用 LabVIEW 的布爾控件控制 Case 結(jié)構(gòu)，鹽城工學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 ( 20xx) 24 使每種 分析形式對(duì)應(yīng)于一個(gè)布爾控件，從而構(gòu)成一系列的 Case 結(jié)構(gòu)。但是在 Case 結(jié)構(gòu)過(guò)多的情況下，將會(huì)在很大程度上影響系統(tǒng)的速度。這是因?yàn)? LabVIEW 的運(yùn)行機(jī)制是多線程并行的，如果直接利用布爾控件控制，運(yùn)行中每次循環(huán)都要對(duì)所有布爾控件判定之后才能確定程序的分支流程，所需時(shí)間較長(zhǎng)，所以運(yùn)行速度慢。為了提高運(yùn)行速度，將原來(lái)的多個(gè) Case 結(jié)構(gòu)合并為一個(gè)，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(jìn)后的輸入值。 圖 38 case 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單應(yīng)用前面板圖 圖 38 case 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單應(yīng)用前面板圖 (2)While 循環(huán)結(jié)構(gòu) While 循環(huán)條件循環(huán)結(jié)構(gòu)是一種無(wú)限循環(huán)結(jié)構(gòu)，只要條件滿足，它就可以一直循環(huán)運(yùn)行下去。 While 循環(huán) 可以反復(fù)執(zhí)行循環(huán)體的程序，直至到達(dá)某個(gè)邊界條件。它類似于普通編程語(yǔ)言中的 Do 循環(huán)。 While 循環(huán)的框圖是一個(gè)大小可變的方框，用于執(zhí)行框中的程序，直到條件端子接收到的布爾值為 FALSE。 如圖310 和 311 所示。 (3)For 循環(huán)結(jié)構(gòu) For 循環(huán)結(jié)構(gòu)在程序設(shè)計(jì)時(shí)， For 循環(huán)一般用于循環(huán)次數(shù)已知的情況。 For 循環(huán)將把它的框圖中的程序執(zhí)行指定的次數(shù)， For 循環(huán)具有下面這兩個(gè)端子： N：計(jì)數(shù)端子（輸入端子） — 用于指定循環(huán)執(zhí)行的次數(shù)； i：周期端子（輸出端子）鹽城工學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 ( 20xx) 25 — 含有循環(huán)已經(jīng)執(zhí)行的次數(shù)。 圖 310 While 循環(huán)應(yīng)用的前面板圖 圖 311While 循環(huán)應(yīng)用的程序框圖 (4)函數(shù)信號(hào)發(fā)生器 (a)任意波形的發(fā)生 ,任意波可實(shí)現(xiàn)公式輸入 。 (b)信號(hào)頻率、幅度、相位、偏移量可調(diào)可控 。 (c)方波占空比可調(diào) 。 (d)噪聲任意可加、創(chuàng)建友好界面、信號(hào)波形顯示 。 (e)輸出頻譜特性 。 圖 312 For 循環(huán)的簡(jiǎn)單應(yīng)用前面板圖 鹽城工學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 ( 20xx) 26 圖 313 For 循環(huán)的簡(jiǎn)單應(yīng)用程序框圖 4 性能測(cè)試系統(tǒng)的 軟件界面設(shè)計(jì)及流程 軟件界面 設(shè)計(jì) 思想 用函數(shù)信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生一個(gè)模擬電壓曲線，然后在把此波形除以一個(gè)常數(shù)得到模擬的電流 然后用擬和函數(shù)產(chǎn)生 I/V 曲線。最終通過(guò) V*I 算出功率。 對(duì)于模型的擬合程度，我們可以利用 21 ()ni ik ikx x x????（ 1,2,4i? ）來(lái)求取各階的實(shí)際數(shù)值與真實(shí)函數(shù)值之間的波動(dòng)情況，簡(jiǎn)略的以此來(lái)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(jiǎn)單的判斷方法，再每個(gè) [p,s]=polyfit(x,y,n)中，返回一個(gè)在采樣點(diǎn)的誤差向量 s，所以 1 階時(shí)，擬合情況較好，誤差值較小，較為符合實(shí)際情況，應(yīng)采用低階。 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(jì)說(shuō)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(yáng)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(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行顯示和存儲(chǔ)。 (2)利用 LabVIEW 軟件編制了系統(tǒng)的各個(gè)功能模塊，并實(shí)現(xiàn)了測(cè)試數(shù)據(jù)的自動(dòng)分析、處理、圖形的繪制以及數(shù)據(jù)的擬合。 (3)通過(guò) LabVIEW 軟件的數(shù)據(jù)處理功能，對(duì)太陽(yáng)能電池最大功率點(diǎn)進(jìn)行了詳細(xì)分析，并對(duì)常用的最大功率點(diǎn)跟蹤方法進(jìn)行了研究。 (4)采用虛擬儀器的軟硬件測(cè)試手段，在不同的負(fù)載電阻和光照強(qiáng)度變化條件 下對(duì)太陽(yáng)能電池的輸出特性進(jìn)行了模擬光照射試驗(yàn)，完成了對(duì)太陽(yáng)能電池的性能測(cè)試。測(cè)試結(jié)果表明系統(tǒng)符合設(shè)計(jì)的要求。 鹽城工學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 ( 20xx) 28 展望 太陽(yáng)能電池是一個(gè)新興產(chǎn)業(yè)，國(guó)內(nèi)對(duì)太陽(yáng)能電池的研究也是處于初始階段，各種技術(shù)還不成熟。本課題的研究