感应耦合电能传输系统开放式平台的设计

论文摘要

感应耦合电能传输(Inductive Coupled Power Transfer,简称ICPT)技术为一种新型的能量接入技术,该技术在工业领域中的应用有了许多成功的案例,随着社会科技的不断进步,以及人们对供电系统环保性的要求越来越重视,ICPT的应用将会越来越广泛,目前,感应耦合电能传输技术已经得到多方面的关注和研究,目前,对它的研究,一直处于基础理论、拓补结构和实验装置环节的研究,感应耦合电能传输系统的开放式平台,是根据现阶段感应耦合技术发展的需要而提出的。本文主要是感应耦合电能传输系统开放式平台的设计,研制出一种感应耦合电能传输系统的开放式平台。本文在分析了课题背影的前提下,通过介绍了ICPT的基本工作原理,分析了ICPT系统的参数指标,综合考虑ICPT系统的特点以及开放式系统的概念,提出了本开放式平台的设计的具体要求,给出了平台的总体方案设计。对于开放式平台来说,硬件采集电路是不可或缺的,文中主要以FPGA作为整个采集系统的控制中心,FPGA是目前市场上较为流行的一种硬件设计芯片,在通过与其它硬件芯片的配合,设计出本文所需要的硬件采集电路。通过对目前市场上软件编程语言的对比,采用图形化编程语言LabVIEW作为本开放式平台的软件,由于LabVIEW具有强大的数据处理模块和数据处理能力,以及其编程的高效和直观的特点,使开发软件模块大大节省了时间。文中还给出了具体的参数算法,通过软件实现对数据的处理,在上层软件应用平台中主要实现对数据的采集、系统的性能分析、数据的处理等功能模块,其中,实现了上位机与USB接口通讯、各数据的采集与波形显示、谐波的分析和频谱分析、各功率参数的测量等功能,人机界面良好,最后通过具体波形来验证上位机各软件的各种功能。

论文目录

• 中文摘要
• 英文摘要
• 1 绪论
• 1.1 课题研究背景及实际意义
• 1.2 ICPT 技术研究现状
• 1.2.1 国外研究现状
• 1.2.2 国内研究现状
• 1.3 论文主要研究内容
• 1.4 本章小结
• 2 ICPT 系统开放式平台总体方案设计
• 2.1 ICPT 系统的工作原理及结构组成
• 2.2 ICPT 开放式平台的功能要求
• 2.2.1 ICPT 的性能参数分析
• 2.2.2 开放式平台的概述
• 2.3 ICPT 开放式平台总体方案设计
• 2.3.1 ICPT 开放式平台的总体要求
• 2.3.2 ICPT 开放式平台的具体功能
• 2.3.3 ICPT 开放式平台的总体结构
• 2.3.4 系统操作平台的选用
• 2.4 本章小结
• 3 数据采集系统硬件电路设计
• 3.1 信号采集电路
• 3.1.1 电流电压检测
• 3.1.2 温度检测
• 3.2 A/D 转换电路
• 3.3 系统控制中心电路
• 3.4 通讯接口电路
• 3.5 本章小结
• 4 开放式平台软件设计
• 4.1 开放式平台软件开发环境概述
• 4.2 平台软件的总体设计方法
• 4.3 开放式平台的软件功能设计
• 4.3.1 系统登录界面的设计
• 4.3.2 与 USB 数据通信程序的设计
• 4.3.3 数据处理理论基础
• 4.3.4 数据分析与处理程序的设计
• 4.3.5 波形及数据的存储与历史调用
• 4.3.6 生成可执行文件 EXE
• 4.4 本章小结
• 5 实验及验证
• 6 总结与展望
• 6.1 总结
• 6.2 展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录
• A 作者在攻读位期间发表的论文目录
• B 作者在攻读学位期间取得的科研成果目录及得奖情况