光伏供电的AGV系统设计

【摘要】：在当前石油、天然气、煤等燃料紧张,电力供应不足,城市污染严重的情况下,可再生的新能源已经成为全球能源领域开发的热点。由于太阳能的无限性和光伏发电技术的突破,太阳能将成为主流的新能源,在各个行业推广和利用。另外,生产方式的改进和现代物流的自动化程度的不断提高,使自动制导小车(AGV)运用的越来越普遍。因此,实现AGV系统的光伏供电具有重大意义。本文的主要研究工作如下： 首先,通过对光伏发电的研究现状、AGV的发展和研究现状和光伏供电AGV的研究现状的了解,详细分析了AGV的两种供电方式——电池供电和非电池供电,最后选择了光伏发电和蓄电池的供电模式。 其次,分析了V-AGV的系统的工作原理,以及系统所用的硬件结构,结合实验室现有条件,构建了实验用的AGV装置,包括V-AGV系统装置的硬件构造、路径检测原理和软件结构。 然后,分析了光伏电池的工作原理,建立其数学模型、工程应用模型和MATLAB/SIMUlink模型。通过仿真实验研究,得到了光伏电池的输出特性。另外,详细分析了最大功率点跟踪(MPPT)的各种经典算法,基于它们各自的优缺点,提出了一种易于实现的改进干扰观察法的设想,并通过MATLAB/SIMUlink模型仿真,验证了改进的干扰观察法的优越性,提高了供电系统的效率。 最后,通过软硬件结合,设计了基于光伏供电的AGV系统,选取了STC12C5A60S2作为供电系统的主控制器,由BUCK电路模块、数据采集模块、驱动电路模块、LED指示模块及充放电控制模块组成。通过实物实验,实现了AGV系统的光伏供电,取得了较为满意的结果。 【关键词】：光伏电池 V-AGV 改进的干扰观察法 MATLAB/SIMUlink仿真 STC12C5A60S2
【学位授予单位】：昆明理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TM615;TP23
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 第一章 绪论11-23
• 1.1 课题的研究背景及意义11-12
• 1.2 光伏发电和AGV的研究现状12-20
• 1.2.1 光伏发电的研究现状12-15
• 1.2.1.1 光伏发电的历程及展望12
• 1.2.1.2 国外光伏发电研究现状12-14
• 1.2.1.3 国内光伏发电研究现状14-15
• 1.2.2 自动导引小车AGV的研究现状15-19
• 1.2.2.1 国外AGV的发展和现状15-17
• 1.2.2.2 国内AGV的发展和现状17-19
• 1.2.2.3 AGV的特点与优势19
• 1.2.3 光伏供电小车的研究现状19-20
• 1.2.3.1 国外光伏供电AGV的的发展和现状19-20
• 1.2.3.2 国内光伏供电AGV的的发展和现状20
• 1.2.3.3 太阳能在小车上的应用20
• 1.3 本课题研究的主要内容20-21
• 1.4 本章小结21-23
• 第二章 AGV供电方式的研究23-35
• 2.1 AGV的供电方式概况23
• 2.2 电池供电方式23-24
• 2.3 非电池供电方式24-34
• 2.3.1 电缆卷筒供电24-27
• 2.3.2 滑触线系统供电27-29
• 2.3.3 拖链系统供电29-30
• 2.3.4 无接触供电30-32
• 2.3.5 无线系统供电32-34
• 2.4 供电方式的选择34
• 2.5 本章小结34-35
• 第三章 V-AGV系统的研究35-45
• 3.1 V-AGV系统原理和结构35-37
• 3.2 V-AGV系统硬件设计37-42
• 3.3 V-AGV系统软件设计42-44
• 3.4 本章小结44-45
• 第四章 光伏系统的研究45-63
• 4.1 光伏发电系统45-51
• 4.1.1 光伏发电系统的结构45-46
• 4.1.2 光伏电池的工作原理46-48
• 4.1.3 MATLAB/SIMUlink建模和仿真48-50
• 4.1.4 光伏电池的输出特性50-51
• 4.2 光伏供电的最大功率跟踪51-58
• 4.2.1 MPPT原理分析52-53
• 4.2.2 MPPT算法分析53-57
• 4.2.2.1 恒电压跟踪53-54
• 4.2.2.2 干扰观察法54-55
• 4.2.2.3 电导增量法55-56
• 4.2.2.4 其它控制算法56-57
• 4.2.3 一种改进的干扰观察法57-58
• 4.3 光伏发电MPPT算法的仿真58-61
• 4.3.1 干扰观察法仿真60
• 4.3.2 改进的干扰观察法仿真60-61
• 4.4 本章小结61-63
• 第五章 AGV供电系统的硬件和软件设计63-75
• 5.1 AGV供电系统硬件的外部框架设计63-64
• 5.1.1 AGV供能系统概况63
• 5.1.2 太阳能电池板的安装方法63-64
• 5.1.3 系统蓄电池的选择64
• 5.2 AGV供电系统的硬件内部电路设计64-70
• 5.2.1 光伏供电系统的电路结构设计65
• 5.2.2 主芯片模块65-67
• 5.2.3 DC/DC模块67-68
• 5.2.4 数据采集模块68-69
• 5.2.5 动电路模块69
• 5.2.6 LED指示模块69-70
• 5.2.7 充放电控制模块70
• 5.3 AGV供电系统的软件设计70-71
• 5.4 实验环境和测试结果71-73
• 5.5 本章小结73-75
• 第六章 总结和展望75-77
• 6.1 总结75-76
• 6.2 展望76-77
• 致谢77-79
• 参考文献79-83
• 附录A 攻读硕士学位期间的研究成果83-84
• 附录B 实验图片84

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