蔡加星毕业论文答辩ppt

1、LOGO 指导教师：朱宗玖教授指导教师：朱宗玖教授 太阳能光纤照明系统的设计太阳能光纤照明系统的设计 n班级：班级：1111级电力电子与电力传动级电力电子与电力传动 n学生：蔡加星学生：蔡加星 n学号：学号：20112002722011200272 安徽理工大学安徽理工大学硕士论文答辩硕士论文答辩 u第一部分第一部分 本课题的背景、研究意义及系统主要特点本课题的背景、研究意义及系统主要特点 u第二部分第二部分 系统总体设计，确定系统的各种组成模块系统总体设计，确定系统的各种组成模块 u第三部分第三部分 系统的具体的光路系统的设计系统的具体的光路系统的设计 u第四部分第四部分 系统的具体硬件电路

2、模块以及软件模块的设计系统的具体硬件电路模块以及软件模块的设计 u第五部分第五部分 对本文设计的太阳能光纤照明系统进行总结并展望对本文设计的太阳能光纤照明系统进行总结并展望 论文的结构和主要内容论文的结构和主要内容 安徽理工大学硕士论文答辩安徽理工大学硕士论文答辩 n背景 l化石能源的枯竭化石能源的枯竭 l化石能源大量开采造成的环境污染化石能源大量开采造成的环境污染 l化石能源使用的过程中产生大量的污染性气体化石能源使用的过程中产生大量的污染性气体 和污染物造成的环境污染和污染物造成的环境污染 l世界上所有国家的照明用电量占总发电量世界上所有国家的照明用电量占总发电量 10%20%10%20%

3、，而提供这些照明用电需要消耗的能，而提供这些照明用电需要消耗的能 源为初级能耗的源为初级能耗的4%4% 一、系统的背景分析一、系统的背景分析 安徽理工大学硕士论文答辩安徽理工大学硕士论文答辩 n意义 u节约大量的不可再生的化石能源节约大量的不可再生的化石能源 u有助于改善日益严峻的生态环境污染问题有助于改善日益严峻的生态环境污染问题 u可以滤除太阳光线中的紫外线等光线可以滤除太阳光线中的紫外线等光线 u可以解决大型建筑物、地下停车场等场所的阴暗、可以解决大型建筑物、地下停车场等场所的阴暗、 潮湿以及杀菌的问题潮湿以及杀菌的问题 一、系统的背景分析一、系统的背景分析 安徽理工大学硕士论文答辩安徽

4、理工大学硕士论文答辩 n特点 u 太阳能资源丰富太阳能资源丰富 u 取之不尽、用之不竭取之不尽、用之不竭 u 绿色、无污染绿色、无污染 u 应用范围广应用范围广 u 适合高海拔地区适合高海拔地区 u 系统结构简单、安装灵活系统结构简单、安装灵活 一、系统的背景分析一、系统的背景分析 安徽理工大学硕士论文答辩安徽理工大学硕士论文答辩 n聚光装置 本文在设计聚光装置时，考虑到因素有：本文在设计聚光装置时，考虑到因素有： u聚光装置的工作温度聚光装置的工作温度 u聚光装置的聚光比聚光装置的聚光比 u恶劣环境中的使用寿命恶劣环境中的使用寿命 u遇到故障时，是否维修方便遇到故障时，是否维修方便 因此本文

5、采用的是基于卡塞格林结构的聚光装置。 二、系统的总体结构分析二、系统的总体结构分析 安徽理工大学硕士论文答辩安徽理工大学硕士论文答辩 n传光光纤以及太阳光耦合器 本文在设计时，考虑到的关于传光光纤选择本文在设计时，考虑到的关于传光光纤选择 的因素有：的因素有： u传光光纤对光的损耗传光光纤对光的损耗 u光纤正常工作时的耐温点光纤正常工作时的耐温点 u成本造价因素成本造价因素 另外本设计利用透镜对光的作用原理，进而另外本设计利用透镜对光的作用原理，进而 设计出用一组凹凸透镜组成的太阳光耦合器，以设计出用一组凹凸透镜组成的太阳光耦合器，以 解决尺寸较大的聚光装置具有较大的球差的问题。解决尺寸较大的

6、聚光装置具有较大的球差的问题。 二、系统的总体设计二、系统的总体设计 安徽理工大学硕士论文答辩安徽理工大学硕士论文答辩 n自动跟踪装置的机械执行部分 二、系统的总体设计二、系统的总体设计 安徽理工大学硕士论文答辩安徽理工大学硕士论文答辩 n自动跟踪装置自动跟踪装置 太阳光自动跟踪装置的跟踪方案有：太阳光自动跟踪装置的跟踪方案有： l光电跟踪方案光电跟踪方案 l视日运动轨迹跟踪方案视日运动轨迹跟踪方案 本文设计的太阳能光纤照明系统中采用的是光电跟本文设计的太阳能光纤照明系统中采用的是光电跟 踪方案踪方案 二、系统的总体设计二、系统的总体设计 安徽理工大学硕士论文答辩安徽理工大学硕士论文答辩 n控

7、制系统的组成 u 控制芯片控制芯片-单片机单片机 u A/D转换器转换器 u 步进电机驱动器步进电机驱动器 u 步进电机步进电机 u 光电传感器光电传感器 u 自动跟踪装置的机械执行部分自动跟踪装置的机械执行部分 二、系统的总体设计二、系统的总体设计 安徽理工大学硕士论文答辩安徽理工大学硕士论文答辩 n聚光装置的设计 l聚光装置聚光原理聚光装置聚光原理 l旋转抛物面聚光器焦平面温度经验计算公式旋转抛物面聚光器焦平面温度经验计算公式 l基于卡塞格林结构聚光装置的尺寸参数的计算基于卡塞格林结构聚光装置的尺寸参数的计算 l基于卡塞格林结构聚光装置的数学模型基于卡塞格林结构聚光装置的数学模型 三、太阳

8、能光纤照明系统光学系统设计三、太阳能光纤照明系统光学系统设计 安徽理工大学硕士论文答辩安徽理工大学硕士论文答辩 4 1 3 4 4 10 10 16 16 1666 f e f e A A A A rIT n太阳能光纤照明系统中的光传输导体 l导光管 l光纤 a.光纤的基本结构 b.光纤的传光原理 c.塑料光纤特点 三、太阳能光纤照明系统光学系统设计三、太阳能光纤照明系统光学系统设计 安徽理工大学硕士论文答辩安徽理工大学硕士论文答辩 n系统末端发光装置的设计 l散射器散光散射器散光 l光纤尾端熔化方法光纤尾端熔化方法 三、三、太阳能光纤照明系统光学系统设计太阳能光纤照明系统光学系统设计 安徽理

9、工大学硕士论文答辩安徽理工大学硕士论文答辩 n光源分类以及太阳光与传光光纤耦合的条件光源分类以及太阳光与传光光纤耦合的条件 准直和散射光源，太阳光属于准直光源。耦合条件准直和散射光源，太阳光属于准直光源。耦合条件 是是dsdcoredsdcore和和ss2arcsin(NA)2arcsin(NA) n误差对汇聚光束耦合进传光光纤的效率的影响误差对汇聚光束耦合进传光光纤的效率的影响 横向误差、纵向误差以及角度误差横向误差、纵向误差以及角度误差 n太阳光耦合装置的设计太阳光耦合装置的设计 消除球差、消除传光光纤数值孔径的限制消除球差、消除传光光纤数值孔径的限制 三、三、太阳能光纤照明系统光学系统设

10、计太阳能光纤照明系统光学系统设计 安徽理工大学硕士论文答辩安徽理工大学硕士论文答辩 S n自动跟踪装置模型的确定 a.跟踪方案的选择 b.模型的工作原理 c.闭环跟踪控制的方式 四、自动跟踪装置硬件以及软件的设计四、自动跟踪装置硬件以及软件的设计 安徽理工大学硕士论文答辩安徽理工大学硕士论文答辩 n单片机控制芯片 本文设计了以控制芯片为核心的硬件的整体结构，能本文设计了以控制芯片为核心的硬件的整体结构，能 够实现以下三点要求：够实现以下三点要求： a.对步进电机的简单运动的控制对步进电机的简单运动的控制 b.该控制芯片一定要具有快速运算的能力以增强太阳光该控制芯片一定要具有快速运算的能力以增强

11、太阳光 自动跟踪装置的可操作性能自动跟踪装置的可操作性能 c.价格便宜价格便宜 四、自动跟踪装置硬件以及软件的设计四、自动跟踪装置硬件以及软件的设计 安徽理工大学硕士论文答辩安徽理工大学硕士论文答辩 n步进电机 a.步进电机的介绍及分类步进电机的介绍及分类 反应式（三相、输出转矩大、步距角反应式（三相、输出转矩大、步距角1.5）、永）、永 磁式（二相、转矩小、步距角磁式（二相、转矩小、步距角7.5或或15）、混）、混 合式（反应和永磁的优势、二相或五相、合式（反应和永磁的优势、二相或五相、1.8或或 0.72） b.步步进电进电机的技机的技术术指指标标 相相数数、步距角、拍、步距角、拍数数、定

12、位、定位转转矩、保持矩、保持转转矩、步距矩、步距 角精度、失步等角精度、失步等 c. 步步进电进电机的工作原理机的工作原理 利用脉冲信利用脉冲信号电号电流流来进来进行行驱动驱动控制的控制的 四、自动跟踪装置硬件以及软件的设计四、自动跟踪装置硬件以及软件的设计 安徽理工大学硕士论文答辩安徽理工大学硕士论文答辩 n步进电机驱动控制电路 a.步进电机驱动控制方式 变频器控制、单片机控制、PLC控制方式等 b.本文设计采用的步进电机驱动芯片 本文采用的是ULN2803步进电机驱动芯片 c.步进电机驱动控制芯片的主要特点 电流增益高(大于1000)、很强的带负载能力、 温度范围宽(40-85)、工作电压

13、高(大于50V)等 四、自动跟踪装置硬件以及软件的设计四、自动跟踪装置硬件以及软件的设计 安徽理工大学硕士论文答辩安徽理工大学硕士论文答辩 n光敏三极管光敏三极管传感器 a.光电特性光电特性 b.伏安特性伏安特性 c.温度特性温度特性 四、自动跟踪装置硬件以及软件的设计四、自动跟踪装置硬件以及软件的设计 安徽理工大学硕士论文答辩安徽理工大学硕士论文答辩 n2号和4号光电传感器信号采集电路的设计 a.光电转换公式 b.光电转换放大比较电路 四、自动跟踪装置硬件以及软件的设计四、自动跟踪装置硬件以及软件的设计 安徽理工大学硕士论文答辩安徽理工大学硕士论文答辩 401 RIVU Lref 安徽理工大

14、学硕士论文答辩 n2 2号和号和4 4号光电传感器信号采集电路的设计号光电传感器信号采集电路的设计 c. c.可编程增益放大电路可编程增益放大电路 四、自动跟踪装置硬件以及软件的设计四、自动跟踪装置硬件以及软件的设计 i i i ref d V U2 2 7 0 8 02 安徽理工大学硕士论文答辩 n2 2号和号和4 4号光电传感器信号采集电路的设计号光电传感器信号采集电路的设计 d. d.低通滤波与模低通滤波与模/ /数转换电路数转换电路 四、自动跟踪装置硬件以及软件的设计四、自动跟踪装置硬件以及软件的设计 安徽理工大学硕士论文答辩 n1 1号和号和3 3号光电传感器信号采集电路的设计号光电

15、传感器信号采集电路的设计 四、自动跟踪装置硬件以及软件的设计四、自动跟踪装置硬件以及软件的设计 n自动跟踪装置软件设计 a.自动跟踪主程序设计自动跟踪主程序设计 四、自动跟踪装置硬件以及软件的设计四、自动跟踪装置硬件以及软件的设计 安徽理工大学硕士论文答辩安徽理工大学硕士论文答辩 四、自动跟踪装置硬件以及软件的设计四、自动跟踪装置硬件以及软件的设计 安徽理工大学硕士论文答辩安徽理工大学硕士论文答辩 n自动跟踪装置软件设计 b.光电追踪子程序设计 本文设计的太阳能光纤照明系统，采用光电跟踪方式，本文设计的太阳能光纤照明系统，采用光电跟踪方式， 配合双轴机械装置使系统更加稳定，提高了系统的追配合双轴机械装置使系统更加稳定，提高了系统的追 踪精度。踪精度。 本论文存在以下不足：本论文存在以下不足： a. a.系统稳定性需要加强，能够抵抗各种干扰系统稳定性需要加强，能够抵抗各种干扰 b.b.在功能上需要更加完善：本系统没有设置报警装置，在功能上需要更加完善：本系统没有设置报警装置， 如果系统发生故障，系统不能做出报警动作，这样也如果系统发生故障，系统不能做出报警动作，这样也 会影响系统的追踪效果会影响系统的追踪效果 c.c.采用采用DSP作为控制芯片，使跟踪精度更高作为控制芯片，使跟踪精度更高 总结总结 安徽理工大学硕士论文答辩安徽理工大学硕士论文答辩 u三年的研究生学习即将结束。在此