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xxxxxxxxx论文关于太阳能xxxxxxxxx控制系统硬件论文范文参考资料 程秀玲1 单水维2 （1.包头轻工职业技术学院自动化学院，内蒙古包头014035； 2.内蒙古第一机械制造集团有限责任公司，内蒙古包头014030） ：TP73 ：A ：1003-9082 （xx） 10-0270-01 项目编号：QYxx-1-1-4。项目：包头轻工职业技术学院校级项目。 系统主要由控制器、时钟部分、光电检测部分、位置检测部分、驱动执行机构、太阳能电池板等部分组成。DSP 作为整个控制系统的核心部分，负责运算和控制；时钟模块负责把全年每天的时间信息提供给DSP；光电检测部分主要包括四象限探测器、调理电路、A/D 转换电路等；位置检测部分包括光电编码器、正交编码电路等；驱动传动执行部分包括驱动电路和直流减速电机、传动机械装置等组成 跟踪控制系统采用开环和闭环相结合的控制方法，以太阳轨迹跟踪为主调节，当到达预设调节时间时系统立刻发出驱动电机指令，使其旋转到再过半小时后的目标位置，系统休眠半个小时后太阳与跟踪装置位置大致重合，此时再启动光电跟踪模式，首先判断太阳光是垂直照射电池板，若垂直照射，则停止光电跟踪模式；反之，则将检测到的太阳位置偏差信号经放大、滤波，送控制器A/D 转换后运算处理，控制器再发出驱动电机指令使其继续旋转，直至偏差信号到给定值，完成光电跟踪校正。系统再休眠半个小时后，进入第二次定时跟踪，如此循环，实现全天自动跟踪。系统完成最后一次跟踪后，回到初始位置准备第二天跟踪。 1.控制核心DSP 及选型 当前，光伏发电跟踪系统的控制核心主要采用单片机、PLC、PC 机、ARM、DSP 来实现。由于DSP 控制器具有先进的软件和硬件结构、事件模块管理功能、高速的中断处理功能、价位日趋降低等特点，迅速成为一种非常方便实现数字化控制的微处理器。半导体技术的飞速发展，使得数字信号处理器具有非常强大的快速计算能力，同时能够实现特别复杂的计算方法，它还具备实时处理功能和丰富的外设功能，常用于控制领域。模拟控制系统具有电路功能简单、控制精度低等缺点，数字控制系统较强的抗干扰能力、较高的可靠性、较好的复杂控制，可以弥补模拟控制系统的不足，使得控制变得十分灵活。因此， 本文选择用DSP 作为控制核心。 TMS320F2812 是28 系列DSP 中性价比最高的一款芯片，它具有较为完善的事件管理能力和嵌入式控制功能，其被普遍应用于工业控制，尤其是应用在处理速度、处理精度方面要求较高的地方，或者是在大批量数据处理的测控场合。因此，本文选用合众达公司推出的SEED DEC2812 实验板作为光伏发电跟踪控制系统的核心，它具有丰富外设资源。 2.TMS320F2812 芯片采用高性能的S 技术，CPU 主频高达150MHz，低功耗设计，I / O 引脚电压为3. 3V； 3.支持JATG 在线仿真接口； 4.采用的是哈佛总线结构模式，拥有非常快的中断响应和中断处理功能，编写程序可使用C/C+ 语言和汇编语言。 5.TMS320F2812 片内含有128 K 16 位的Flash ，具有1K 16 位的OPT ROM 空间，18 K 16 位的随机存储器（SARAM ）, 4 K 16 位的BootROM 空间。 6.9+ 时钟与系统控制：内含看门狗定时器，片内振荡器，支持动态锁相环倍频。 7.3 个外部中断，外部中断模块PIE 支持96 个外部中断，仅适用45 个外部中断。 8. 3 个32 位的CPU 定时器。 9.开发工具为TI 公司DSP 集成开发环境CCS。 10.低能耗模式和节能模式：支持空闲、等待、挂起三种模式。 11.可以选择179 引脚的BGA 封装或者176 引脚的LQFP 封装。 1.电源电路 电源电路是保证控制系统正常工作的基本条件。本文的控制系统所需的电压主要包括DSP 芯片正常工作电压3. 3V、电机驱动电路工作电压5V、电机工作电压24V 和运放工作电压15V。目前，大多数电子设备的输入电源都采用变压器将市电降压、半波整流或全波整流、滤波电路、稳压器的设计过程。 2.F2812 的时钟 TMS320F2812 上的CPU 、Watchdog 电路、ADC 、EV 等片上外设部件都需要时钟。SEED ? DEC2812 用30 MHz 外部晶振给F2812 提供时钟，并使能F2812 片上PLL 电路，经过片内PLL 倍频给出F2812 系统时钟CLKOUT ，片上外设包括CPU 、Watchdog 、ADC 、EV 、SCI 、SPI 等的时钟由CLKOUT 提供。F 2812 的CPU 最高可以工作在150 MHz 主频下，也就是将30 MHz 输入频率经过5 倍频。 3.F2812 的JTAG 接口JTAG 是联合测试行动小组的英文缩写，它是一种国际标准测试协议（ IEEE1 149.1 兼容），其功能是用作芯片内部测试，包括DSP 系统的软件和硬件仿真调试都是采用其接口的仿真器来实现的。SEED DEC2812 板上配置了一个SEED XDS510PLUS 仿真器的JTAG 标准接口，利用这个接口对F2812 进行程序的下载、调试、烧写。 TMS320F2812 内部集成了一个12 位分辨率、具有流水线结构和16 个采样通道的模/ 数转换器。ADC 模块共有16 个模拟输入引脚且分为2 组，A组的引脚为ADCINA0 ADCINA7，B 组的引脚为ADCINB0 ADCINB7，最高时钟频率可配置为25 MHz,采样频率最高为12.5MSPS。它的自动序列发生器能够将两个8 状态序列发生器（SEQ1 与SEQ2）单独地使用，也能够把它们合并在一起当作一个16 状态的序列发生器（SEQ）来使用。 当前，太阳能跟踪系统的驱动执行机构主要有步进电机和直流电机两种。步进电机控制简单，但其输出力矩小且价格贵，相比之下，直流电机虽不能像其那样可以精确控制转动角，但可以通过控制直流电机速度，且加驱动电路就可以实现控制要求，性价比高。