基于液压传动的新型太阳能聚光照明跟踪系统设计

针对太阳方位存在时变性、太阳能能量分散的问题,提出一种基于液压传动的二维双轴太阳能聚光照明跟踪系统。设计一种新型粗、精调相结合的二级定位跟踪传感器,完成粗调大范围追踪阳光信号及细调精准采集阳光方位;主控核心STM32单片机控制液压传动系统自动高精度寻找阳光,保证太阳光垂直照射机械平台的采光板;通过直径为100 mm的菲涅尔透镜将阳光汇聚成2 mm高亮光斑,利用光纤将光斑导入特定区域照明,实现自然光照明目标;使用多传感器数据有效融合来增加系统在外界恶劣天气下的工作稳定性与自保护性。结果表明：该系统的跟踪误差小于0.1°,且光纤终端光斑始终高亮,符合新能源精准利用的发展要求。     

基于STM32的真空玻璃传热参数测试装置的研制

真空玻璃传热参数测试装置是一种专门测量真空玻璃传热参数的仪器设备。真空玻璃传热参数表征真空玻璃隔热保温、隔音降噪、防结霜结露等特性。以国标JC/T1079-2008为依据,并根据真空玻璃传热参数测试装置的组成结构,分别对其内部模块、电路控制系统、检测系统平台进行了研究、设计及制作;对真空玻璃在恒温条件下进行多次测试并研究分析了影响真空玻璃传热参数的一系列因素,测试出相应待测真空玻璃样品的传热参数。     

基于STM32的新型皮革厚度测量装置的研制

针对皮革制品厚度检测过程中存在的传统式人工读秒表测试方法误差大、测量精度差、测量分辨率低等诸多问题,设计并实现了一种基于栅式测量技术的新颖实用型皮革厚度测量装置。使用STM32F103C8T6单片机作为主控制器,选取高精度容栅式位移传感器为测量载体;根据QB/T2709-2005要求及装置内部组成结构,分别对其核心电路、控制系统、机械平台进行了研究、设计和制作;对各类皮革进行了测试,分析了影响测量皮革厚度参数的系列因素。结果表明：该装置性能稳定、测量准确迅速,其测量精度为0.001mm。     

偏远牧区禽舍用自跟踪式光伏发电系统的设计

为了解决偏远牧区畜禽舍供电问题以及有效提高太阳能利用率,设计并实现了一种基于模糊控制与新型扰动观察法组合式MPPT的二维自跟踪式太阳能离网型光伏发电系统.该系统以STM32F103C8T6为主控核心,利用组合式MPPT算法来追踪光伏电池板最大功率点并结合融合智能MPPT充电、恒压充电和浮充电三个阶段的充电方法来提高铅酸蓄电池充电速度和系统发电效率;创新性地设计了可在室外恶劣环境运行的光伏电池板倾斜角自动跟踪太阳光装置,实现了光线垂直照射光伏板的目的.实验数据和仿真结果表明:采用组合式MPPT控制策略可有效应对外界温度、光照突变且在标准状况下其追踪功率准确度为99％.结论表明:该系统能满足偏远牧区畜禽舍供电需求且工作可靠,有效降低饲养成本.     

基于MSP430的温差发电仪的设计与实现

为解决工业余热、废热重新利用的问题并响应国家节能减排的号召,基于热电效应设计并研制出一种在实验室条件下可实现的低温差发电仪,实现了温差发电目标以及演示功能。根据温差发电基本原理,建立半导体温差发电仪器的理想模型。以微控制器MSP430为主控核心,采取温度传感器AD590为测温载体,并基于热力学基本热流法来确定温差发电仪测定平台。测试结果表明:负载电阻增加,输出功率先增加后减小,当达到匹配电阻时达到最大值。结论表明:该温差发电仪满足设计要求,工作性能良好。     

可寻光感知的双轴太阳能聚光照明装置的设计

针对目前太阳能照明光-电-光模式中太阳能利用效率低下的现状,该文研制一套基于多传感器信息融合和智能寻光感知技术的双轴太阳能聚光照明装置,实现太阳能高效利用。使用两组寻光感知器件光敏二极管设计一种全天候阳光跟踪传感器,能在竖直方向上0°～90°、水平方向180°范围内感知太阳光照射强度;以模糊-PID算法控制电机角度,可驱动采光板精准快速追踪至最大光强处;在高倍聚光条件下,光纤聚受光区域接口装置对太阳直射光进行光谱分离,有效实现低温聚光且消除了光污染。实验结果表明,当聚焦比P=2 500时,该照明装置的跟踪精度可达0.09°且光纤输出端光谱特性为390～670 nm可见光。     

基于塞贝克效应的热电转换仪器的研制

针对工业废气热能利用问题,研制了一种基于塞贝克效应的半导体热电转换仪器。该仪器使用MSP430芯片作为主控核心,主要包括热电转换模块、温度控制模块、A/D转换模块、输出性能参数显示模块;在一定范围内设定温差,可以产生相应大小的电能且通过LCD1602实时显示出热电转换模块相应的输出电压值/电流值;并对采集的参数数据进行分析,得出了影响其输出性能的相关因素。实验结果表明:该仪器操作方便、测量精度高、热电转换现象明显。     

基于STM32的金属探测仪的设计与实现

金属探测仪是一种专门进行金属物体位置探测及定位的设备。根据金属物的电磁特性,以电感/数字转换器LDC1000作为金属探测仪的探头,选取STM32作为控制核心组成"步进电机+滑轨+螺旋传动杆"的双轴扫描运动系统,采取"粗略扫描+精准搜索"方式对金属物体进行探测,对金属传感器的RP值和电感量信号进行快速处理,并精准定位出金属物体位置;并根据传感器数值规律辨识不同金属物体类型并对金属物坐标等信息进行液晶显示。该仪器具有自由移动、探测速度快、定位精度高等优点。     

基于MSP430的金属物体探测定位装置的研制

金属物体探测定位装置是一种两自由度移动进行金属物体位置探测及定位的仪器。该装置以MSP430作为主控核心,两个蓝牙传输设备作为数据传输机构,电感/数字传感器LDC1000作为金属传感探头,步进电机控制的滑动导轨作为探头载体,LED和蜂鸣器作为声一光报警提示。测试结果表明该装置性能稳定、探测精度高、扫描时间短。     

基于DSP的新型光伏并网逆变器的研制

针对太阳能光伏并网发电控制系统的工作性能优化问题,提出一种基于DSP的单相光伏并网逆变器方案。在对光伏并网系统组成分析的基础上,采用DSP芯片TMS320F28335设计了一款非隔离两级式逆变器的样机。利用一种快速变步长扰动观察结合模糊控制算法解决光伏电池最大功率点跟踪以及寻优过程中的误判问题;采取带功率前馈的无差拍并网电流控制方式来优化并网电流质量和提高系统动态响应速度;选用有源频率漂移检测算法来实现防孤岛检测并保证并网电流波形质量。仿真结果证明:该逆变器谐波畸变率为1.38%,效率达到96%以上,满足设计要求。结论表明:该装置具有工作效率高、稳定可靠等优点,符合逆变器低谐波、高效率的发展要求。