太阳能草坪割草机关键技术的研究

【摘要】：本论文主要研究太阳能草坪割草机能量管理系统、遥控系统和整机调节嵌入式系统的设计和实现，详尽介绍系统的结构、工作原理及性能，着重阐述了各系统中的软、硬件设计和系统之间通信程序的开发。在深入研究太阳能电池和蓄电池两者匹配关系的基础上，提出能量管理通用充放电平台的概念，在此平台上可实现各种蓄电池的充放电控制。同时，此机采用了遥控系统，改变了传统的人工割草的方式，不仅提高了劳动生产率，而且大大地降低了工作人员的劳动强度。为了使各个系统达到通用性和灵活性，整机采用了基于CAN总线的分布式控制结构，在ARM微处理器上实现嵌入式操作系统，对整机调节与监控。 【关键词】：太阳能草坪割草机 能量管理CAN总线 遥控
【学位授予单位】：南京理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2004
【分类号】：TU986.3
【目录】：

• 1 绪论6-13
• 1.1 概述6-7
• 1.2 国内外太阳能草坪割草机的研究概况7-8
• 1.3 太阳能草坪割草机的关键技术8-12
• 1.3.1 太阳能与电能的转化技术8-9
• 1.3.2 充放电控制技术9-10
• 1.3.3 太阳能草坪割草机的操作模式10-11
• 1.3.4 太阳能草坪割草机的硬件系统11-12
• 1.4 太阳能草坪割草机研究的意义12
• 1.5 本论文主要的研究工作12-13
• 2 太阳能草坪割草机总体设计13-19
• 2.1 太阳能草坪割草机的设计要求13
• 2.2 太阳能草坪割草机的基本结构13-17
• 2.2.1 电机的驱动方案14-15
• 2.2.2 太阳能草坪割草机总体结构设计15-17
• 2.3 太阳能草坪割草机的控制系统结构17-19
• 3 太阳能草坪割草机能源系统19-27
• 3.1 太阳能电池基本原理及封装19-21
• 3.2 太阳能电池和蓄电池的容量匹配21-27
• 3.2.1 影响太阳能电池和蓄电池匹配的因素21-22
• 3.2.2 太阳能电池的输出特性22
• 3.2.3 蓄电池和太阳能电池容量匹配计算22-27
• 4 太阳能草坪割草机动力能源管理系统27-50
• 4.1 动力能源管理系统的结构27-28
• 4.2 蓄电池荷电状态(SOC)的检测28-33
• 4.2.1 SOC检测的意义28-29
• 4.2.2 传统SOC预测方法及其缺陷29-30
• 4.2.3 SOC估测的综合法30
• 4.2.4 SOC估测的实现30-33
• 4.3 充电控制技术33-47
• 4.3.1 蓄电池充电控制过程33-34
• 4.3.2 快速充电终止的控制方法34-36
• 4.3.3 充电硬件平台的实现36-43
• 4.3.4 控制算法的实现43-47
• 4.4 放电控制技术47-50
• 5 太阳能草坪割草机遥控系统50-59
• 5.1 遥控的基本概念50-51
• 5.2 遥控系统的基本组成51-52
• 5.3 遥控器与割草机的通信52-59
• 5.3.1 无线电通信模块52-53
• 5.3.2 无线通信协议的制定及校验53-54
• 5.3.3 遥控器与割草机的无线通信实现54-57
• 5.3.4 太阳能草坪割草机无线控制的实现57-59
• 6 太阳能草坪割草机控制系统软硬件的实现59-75
• 6.1 太阳能草坪割草机控制系统硬件的实现59-67
• 6.1.1 嵌入式硬件系统的介绍59-60
• 6.1.2 CAN总线通信的实现60-67
• 6.2 太阳能草坪割草机电机驱动模块设计67-68
• 6.3 太阳能草坪割草机软件的实现68-75
• 6.3.1 嵌入式实时操作系统68-69
• 6.3.2 UC／OS操作系统的移植69-70
• 6.3.3 UC／OS操作系统的用户程序的建立70-72
• 6.3.4 太阳能草坪割草机实时系统软件的实现72-75
• 结论75-77
• 致谢77-78
• 参考文献78-81
• 附录C 语言程序81-85

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