光电控制系统的设计与研究

第３１卷第２期　

２００２年２月　尘　—　积　

ＡＣＴＡ　ＰＨ０Ｔ０ＮＩＣＡ　ＳＩＮＩＣＡ　Ｖ０】＿３１　Ｎｏ．２　

光电反馈式静电悬浮的光电控制系统‘　

王新杰章海军黄峰　

（浙江大学现代光学仪器国家重点实验室，杭州３１００２７）　

摘要本文给出了基于直流高压静电场的光电反馈式静电悬浮系统的实现方案，介绍其工　作原理，主要讨论该悬浮操作的技术核心一光电控制系统，提出了光电控制系统中的单元技　

术：激光三角法测距和比例积分差动（ＰＩＤ）控制的实现方案．我们采用仅有一路伺服控制的　光电控制系统进行实验，获得了蛟好的结果．实现了悬浮体的开关式悬浮控制．证明了我们　的光电控制系统是完全可行的．　

关键词静电悬浮；直流高压；光电反馈；比例积分差动控制；激光三角法　

０引言　

在现代工业与科学技术的许多领域，需要采　

用悬浮技术对特定目标实现非接触式的传送与操　作．现有的悬浮技术主要有磁悬浮、超声波悬浮　与气动悬浮等…　磁悬浮的工作原理决定了它不　

能直接对非磁性材料进行悬浮操作＋超声波悬浮　

需要产生高频的受迫震动，可能对悬浮体造成损　

伤，也难以实现精确的定位控制‘．气动悬浮的缺　点是噪音太大．目前，对半导体硅片（Ｗａｆｅｒ）、玻　

璃板的传送与操作主要是栗用装有传送刮刀的机　器人来完成的．传送目标与传送刮刀物理上的接　

触与摩擦不仅造成传送目标的灰尘污染而且使传　

送目标带上了一定的电荷，这对于半导体器件是　绝对不允许的．为了广泛实现半导体硅片、光盘　（ＣＤ片）、液晶片（ＬＣＤ）等精密元器件的悬浮与　

操作，在有源电悬浮的基础上，我们首次发展了一　种新型的光电反馈式静电悬浮技术　．该技术弥　

补了上述的缺点且控制技术易实现，不足之处是　静电悬浮力一般比较小，不适合于大型悬浮控制．　

１光电反馈式静电悬浮系统原理　

光电反馈式静电悬浮系统由悬浮体、电极板、　光电控制系统及高压放大部分组成．其系统框图　如图１所示．在一圆形三等分的电极板上施加四　

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扬州市职业大学汽车与电气工程系

毕业设计说明书(论文)

作 者: 倪文健 学 号： *********

教研室: 机电一体化

专 业: 机电一体化技术

题 目: 机械设计基于PLC的太阳能追光控制系统

指导者： 戴亦宗

评阅者：

2013 年 5 月

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- 2 - 扬州市职业大学汽车与电气系

毕业设计（论文）评语

学生姓名： ***

班级、学号 100201327

题 目：基于PLC的太阳能追光控制系统机械设计

综合成绩：

指导者评语：

指导者(签字)：

2013年 5 月 15 日

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- 3 - 毕业设计（论文）评语

评阅者评语：

评阅者(签字)：

年 月 日

答辩委员会（小组）评语：

答辩委员会（小组）负责人(签字)：

年 月 日

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- 4 - 毕业设计说明书（论文）摘要

摘 要

随着能源和环境问题的日益严重，太阳能等新能源的开发、利用越来越受到社会的关注，太阳能是一种理想的清洁绿色能源，但转换和利用率不高，造成了太阳能利用的局限性很大。如何提高太阳能的转换和利用率、降低发电系统建造成本是研究太阳能发电系统的两大难题。本系统基于三菱PLC等自动化产品设计一种结构简单、成本低廉且精度高的太阳能自动追踪系统，以提高太阳能的利用率。

本系统利用安装在太阳能电池组件的不同方位光敏传感器检测太阳与电池组件相对位置，检测结果传输给PLC，PLC通过变频器、伺服放大器分别驱动三相低速同步电机和伺服电机动作，实现水平角和俯仰角两轴控制。用户通过GOT可以选择系统工作模式：自动、手动模式。自动模式下，系统首先通过雨水传感器检测天气情况，如是雨天则自动停止在原位不工作；非雨天情况下，系统则进一步自动辨别阴晴天气，非阴天系统自动追踪太阳，以使太阳能电池组件的辐照最大化。手动模式下，用户可以依据需求手动调节太阳能电池组件的水平角和俯仰角。同时系统具有恶劣天气自我保护功能，如强风天气，系统会自动将太阳能电池组件保持水平位置，以减少迎风面。

基于PI控制的三相光伏并网逆变器电流控制器设计

一、本文概述

随着全球对可再生能源的需求不断增长，光伏技术作为清洁、可持续的能源形式之一，已在全球范围内得到广泛应用。三相光伏并网逆变器作为光伏系统的核心设备，其性能直接影响到光伏系统的发电效率和电能质量。电流控制器作为三相光伏并网逆变器的重要组成部分，对于实现光伏系统的高效、稳定运行具有关键作用。因此，研究并设计高效的三相光伏并网逆变器电流控制器具有重要意义。

本文旨在探讨基于PI控制的三相光伏并网逆变器电流控制器的设计。PI控制作为一种常用的线性控制方法，具有结构简单、稳定性好、调节速度快等优点，在电力电子领域得到了广泛应用。本文将首先介绍三相光伏并网逆变器的基本原理和结构，然后详细阐述基于PI控制的电流控制器设计过程，包括控制策略的选择、控制器的参数设计以及稳定性分析等。通过实验验证所设计的电流控制器的有效性，并对其性能进行评估。

通过本文的研究，旨在提供一种基于PI控制的三相光伏并网逆变器电流控制器的设计方法，为光伏系统的优化和升级提供理论支持和技术指导。本文的研究成果也有助于推动光伏技术的进一步发展，为实现全球能源结构的绿色转型做出贡献。

二、光伏并网逆变器基本原理

光伏并网逆变器是太阳能光伏发电系统中的关键设备，其作用是将光伏电池板产生的直流电能转换为交流电能，并与公共电网同步连接，实现电能的并网供电。光伏并网逆变器的基本原理可以分为以下几个步骤。

光伏电池板的工作原理：光伏电池板利用光电效应，将太阳光能直接转换为直流电能。当太阳光照射到光伏电池板表面时，光子与电池板中的半导体材料相互作用，导致电子从原子中逸出，形成光生电流。

直流-直流（DC-DC）变换器：由于光伏电池板输出的直流电压随着光照条件和温度的变化而变化，因此需要通过DC-DC变换器将其转换为稳定的直流电压。常见的DC-DC变换器有升压型（Boost）、降压型（Buck）和升降压型（Buck-Boost）等。

技术与市场　孬　技术研发　

光伏发电ＬＥ　Ｄ照明系统控制器研究　

程　红　

（苏州大学，江苏苏州　２１５１３７）　

摘　要：针对太阳能光伏发电ＬＥＤ照明系统中控制器进行了详细的介绍。硬件部分采用了ＰＩＣ１６Ｆ７１６单片机来控制整个　系统，着重对太阳能充电控制电路、电源电路、功率管驱动电路、保护电路部分进行了硬件设计。对控制器技术的研究有　

一定的实用价值。　

关键词：控制器；光伏发电；照明；研究　

Ｄｅｓｉｇｎ　ｏｎ　ｔｈｅ　Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ　ｆｏｒ　ＬＥＤ　Ｌｉｇｈｔｉｎｇ　Ｓｙｓｔｅｍ　ｂａｓｅｄ　ｏｎ　Ｐｈｏｔｏｖｏｌｔａｉｃ　Ｐｏｗｅｒ　

ＣＨＥＮＧ　Ｈｏｎｇ　

（Ｎａｎｊｉｎｇ　Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ　Ｏｆ　Ｒｅｉｌｗａｙ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｓｕｚｈｏｕ　２１５１３７，Ｊｉａｎｇｓｕ）　

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ　ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ　ｏｆ　ｔｈｅ　ＬＥＤ　ｌｉｇｈｔｉｎｇ　ｓｙｓｅｍ　ｂａｓｅ　ｏｎ　ｓｏｌａｒ　ｐｈｏｔｏｖｏｌｔａｉｃ　ｅｎｅｒｇｙ　ｗｅｒｅ　ｄｅｓｃｒｉｂｅｄ．Ｔｈｅ　ｓｏｌａｒ—ＬＥＤ　ｌｉｇｈｔｉｎｇ　ｓｙｓ—　

ｔｅｒｎｗａｓ　ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ　ｂｙｍｉｃｍｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒＰＩＣ１６Ｆ７１６．Ｔｈｅ　ｈａｒｄｗａｒｅｄｅｓｉｇｎｓ　ｏｆｔｈｅ　ｃｏｎｔｒｏｌ　ｃｉｒｃｕｉｔ　ｏｆｓｏｌａｒｅｎｅｒｇｙ　ｃｈａｒｇｉｎｇ，ｐｏｗｅｒ　ｃｉ卜　

ｃｕｉｔ，ｔｈｅ　ｄｒｉｖｉｎｇ　ｃｉｒｃｕｉｔ　ｏｆ　ｐｏｗｅｒ　ｔｕｂｅ，ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ　ｃｉｒｃｕｉｔ　ｗｅｒｅ　ｅｍｐｈａｔｉｃａｌｌｙ　ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ　ａｎｄ　ｇａｖｅ　ｔｈｅ　ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ　ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ　ｆｏｒ　ｔｈｅ　ｆｏｌ—　

ｌｏｗｉｎｇ　ｓｔｕｄｉｅｓ．　Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Ｐｈｏｔｏｖｏｈａｉｅ　ｐｏｗｅｒ；Ｃｏｎ　ｔｒｏｌｌｅｒ；　ｇｈｔｉｎｇ；Ｒｅｓｅａｒｃｈ　

ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００６—８５５４．２０１２．０５．００３