基于多微處理器的風(fēng)力發(fā)電逆變器的研究.pdf

1、能源是整個(gè)世界發(fā)展和經(jīng)濟(jì)增長的最基本驅(qū)動(dòng)力，是人類賴以生存的基礎(chǔ)。在全球經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的今天，能源短缺與環(huán)境污染是人類面臨的兩大緊迫問題。在各類新能源中，風(fēng)能是一種清潔的可再生能源，風(fēng)力發(fā)電是風(fēng)能利用的主要形式，由于其在減輕污染、解決偏遠(yuǎn)地區(qū)居民用電問題以及調(diào)整能源結(jié)構(gòu)等諸多方面的突出作用，受到世界各國的重視，成為目前世界上新能源開發(fā)利用中最成熟、開發(fā)最具有規(guī)模和最具商業(yè)化發(fā)展前景的發(fā)電方式之一，并且在能源結(jié)構(gòu)中發(fā)揮著越來越大的作用。然而

2、，風(fēng)力發(fā)電的關(guān)鍵部件逆變器的性能還需要進(jìn)一步提高。
　　為了能夠適應(yīng)風(fēng)力發(fā)電快速發(fā)展的要求，本文從理論分析、硬件軟件設(shè)計(jì)、系統(tǒng)仿真等方面對風(fēng)力發(fā)電逆變電路進(jìn)行分析研究，將多微處理器ARM+DSP+FPGA作為逆變器的控制系統(tǒng)。由于單一的處理器不能同時(shí)很好的完成高頻率脈沖觸發(fā)、控制算法的實(shí)現(xiàn)以及數(shù)據(jù)的采集等任務(wù)。本系統(tǒng)集成了ARM和DSP以及FPGA各自強(qiáng)大的功能，能夠及時(shí)、快速、準(zhǔn)確的完成控制的功能，使逆變器的性能、可擴(kuò)展性和智能

3、化水平得到了顯著提高。
　　本文首先介紹了風(fēng)力發(fā)電的重要性以及在現(xiàn)階段和將來發(fā)展的必要性，同時(shí)對風(fēng)力發(fā)電逆變器的現(xiàn)狀進(jìn)行剖析，并且對風(fēng)力發(fā)電逆變器的構(gòu)造、部件進(jìn)行分析研究。
　　通過分析了風(fēng)力發(fā)電逆變器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，以電壓源逆變器為研究對象，分析了正弦波脈寬調(diào)制SPWM方法以及其在風(fēng)力發(fā)電逆變器上的應(yīng)用。通過算法仿真實(shí)驗(yàn)加以驗(yàn)證。
　　接著分析了模糊PID控制算法的原理、性質(zhì)與可行性，選擇設(shè)計(jì)并建立了模糊PID控制器，利

4、用模糊PID控制算法對輸出電壓以及觸發(fā)脈沖進(jìn)行調(diào)節(jié)，達(dá)到輸出高質(zhì)量電壓的要求。
　　最后對ARM、DSP和FPGA各種芯片進(jìn)行深入的研究對比與分析，解決了各個(gè)高性能微處理器之間如何協(xié)調(diào)工作。設(shè)計(jì)了ARM、DSP和FPGA多微處理器的控制電路。在此基礎(chǔ)上對軟件程序進(jìn)行了設(shè)計(jì)。本設(shè)計(jì)能發(fā)揮每個(gè)微處理器強(qiáng)大的功能。通過各微處理器達(dá)到最高性能來使整個(gè)控制電路達(dá)到最優(yōu)配置，能夠很好的完成控制功能，并在今后一段時(shí)間內(nèi)保持優(yōu)勢。隨著理論和實(shí)踐的