基于ARM-Linux的风力发电机组主控制器设计

论文摘要

目前,风力发电的核心技术主要掌握在国外几家公司手中,国内厂家主要通过进口或合作的方式来引进风电机组设备,这一现实要求我国应尽快研制具有自主知识产权的风电机组设备,以加快风力发电装备国产化进程。控制系统是整个风电机组的核心部件之一,其性能直接影响着机组的效率、安全性和可靠性。本论文采用了基于CAN总线架构的风电机组控制系统,并独立设计开发了以ARM嵌入式系统为硬件平台,Linux操作系统为软件平台的新型主控制器。论文首先完成了主控制器CAN总线接口的软硬件设计开发,然后开发了基于Qt／E的图形界面监控程序,以及历史数据库系统。所设计开发的主控制器能够完成对整个风电机组的数据采集管理、实时运行监控、故障报警及安全保护。该控制器软件已经通过了风电场地面功能测试。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 引言
• 1.1 选题背景
• 1.2 论文的研究现状、研究意义
• 1.3 论文研究内容及目标
• 第二章 风力发电机组电控系统设计
• 2.1 风力发电技术简介
• 2.1.1 变速恒频风力发电技术
• 2.1.2 双馈型风力发电机组工作原理
• 2.2 双馈型风电机组电控系统总体结构及功能
• 2.3 主控系统设计方案
• 2.3.1 机组电控系统总体设计方案
• 2.3.2 主控系统功能设计
• 2.3.3 主控制器硬件结构
• 2.3.4 主控制器程序设计方案
• 本章小结
• 第三章 主控系统CAN总线通信设计与开发
• 3.1 CAN总线及iCAN应用层协议分析
• 3.1.1 现场总线及CAN总线
• 3.1.2 CAN总线的特点
• 3.1.3 CAN的分层结构及应用层iCAN协议
• 3.2 主控系统CAN接口硬件设计
• 3.2.1 CAN接口驱动电路设计
• 3.2.2 基于iCAN网络的系统拓扑结构设计
• 3.3 CAN通信驱动设计与开发
• 3.3.1 Linux设备驱动
• 3.3.2 CAN通信接口驱动实现
• 3.3.3 CAN通信数据接口
• 3.4 CAN通信应用程序设计与开发
• 3.4.1 iCAN数据报文格式
• 3.4.2 基于iCAN网络数据通信模式
• 3.4.3 iCAN通信数据收发程序设计
• 本章小结
• 第四章 风力发电机组实时监控系统设计与开发
• 4.1 监控程序概述
• 4.1.1 Qt/E介绍
• 4.1.2 基于Qt/E的实时监控系统
• 4.2 双馈风力发电机组控制流程分析及设计
• 4.2.1 双馈风力发电机组运行过程
• 4.2.2 双馈风力发电机组运行控制流程设计与开发
• 4.2.3 机组变桨控制策略设计与开发
• 4.2.4 机组偏航控制策略设计与开发
• 4.3 双馈风力发电机组实时监视系统设计与开发
• 4.3.1 机组实时运行参数与状态
• 4.3.2 机组实时运行操作及调试维护
• 4.4 机组故障报警及安全保护系统设计与开发
• 4.4.1 机组故障分类
• 4.4.2 机组故障记录和处理
• 4.4.3 机组安全保护系统
• 本章小结
• 第五章 风力发电机组历史数据库系统设计与开发
• 5.1 嵌入式数据库介绍
• 5.1.1 嵌入式数据库的特点
• 5.1.2 嵌入式数据库SQLite
• 5.2 主控制器SQLite数据库设计与实现
• 5.2.1 基于Qt/E的SQLite数据库在主控制器上的移植
• 5.2.2 基于Qt/E的SQLite数据库设计与开发
• 本章小结
• 第六章 总结与展望
• 参考文献
• 致谢
• 在学期间发表的学术论文和参加科研情况