1、摘 要光伏發(fā)電是一種直接將太陽能輻射轉(zhuǎn)換成為電能的新型發(fā)電技術(shù)。其系統(tǒng)包括光伏電池、變換器、蓄電池、控制器四大部分。本文從實(shí)驗(yàn)的角度，對光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)進(jìn)行模擬?；舅悸肥窃趩纹瑱C(jī)C8051F020控制作用下采用正弦波脈寬調(diào)制技術(shù)（SPWM）對系統(tǒng)進(jìn)行控制，主電路采用MOSFET為主要元器件的單相橋式逆變電路，經(jīng)濾波電路濾波后變壓進(jìn)行輸出?；诖耍驹O(shè)計(jì)采用單片機(jī)本身的PGA模塊，定時(shí)器模塊，完成相應(yīng)的控制功能，使光伏發(fā)電頻率緊跟模擬電網(wǎng)頻率，絕對誤差小于1%，同時(shí)實(shí)現(xiàn)光伏最大功率跟蹤，在負(fù)載變化范圍內(nèi)DC-AC變換效率可達(dá)70%以上，該系統(tǒng)性能相對穩(wěn)定，能夠滿足本次設(shè)計(jì)的需要。關(guān)鍵詞：C80

2、51F020 SPWM 最大功率點(diǎn)跟蹤 光伏并網(wǎng)發(fā)電AbstractPhotovoltaic power generation is a direct solar radiation is transformed into electricity will be the new power generation technology. The system includes pv batteries, converter, batteries, controller four most. This paper, from the point of view of experiment of p

3、hotovoltaic (pv) grid power system simulation. The basic idea is C8051F020 SCM control action in the sinep ulse-width modulation technology (SPWM) the system is controlled, main circuit adopts MOSFET as the main components of single-phase bridge type inverter circuits, the filter circuit for output

4、variable pressure filtered. Based on this, this design USES the microcontroller itself, timer modules of PCA module, completing the corresponding control function, make photovoltaic power frequency follows simulation grid frequency, the absolute error less than 1%, but also achieve the most power tr

5、acing, in photovoltaic load changes range DC - AC conversion efficiency may reach 70% above, this system performance relative stability, can satisfy the need of this designKeywords: C8051F020 SPWM The maximum power point tracking Photovoltaic (pv) grid generation - 2 -目目 錄錄第一章第一章 光伏并網(wǎng)系統(tǒng)國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀光伏并網(wǎng)系統(tǒng)

6、國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀.- 1 -1-1 國外光伏并網(wǎng)系統(tǒng)的發(fā)展和趨勢.- 1 -1-2 我國光伏并網(wǎng)發(fā)電的發(fā)展.- 1 -第二章第二章 與電網(wǎng)并網(wǎng)的光伏發(fā)電系統(tǒng)與電網(wǎng)并網(wǎng)的光伏發(fā)電系統(tǒng).- 2 -第三章第三章 光伏并網(wǎng)發(fā)電模擬裝置系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案光伏并網(wǎng)發(fā)電模擬裝置系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案.- 4 -3-1 系統(tǒng)基本工作原理.- 4 -3-2 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)框圖.- 4 -第四章第四章 系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì).- 4 -4-1 單片機(jī)的方案選擇.- 4 -4-2 DC-AC 變換電路設(shè)計(jì) .- 5 -4-3 驅(qū)動電路方案設(shè)計(jì).- 5 -4-4 顯示模塊的方案選擇.- 6 -4-4 濾波模塊的設(shè)計(jì).- 7

7、 -4-5 欠電壓保護(hù)和過電流保護(hù)電路.- 7 -第五章第五章 理論分析與計(jì)算理論分析與計(jì)算.- 7 -5-1 MPPT 的控制方法與參數(shù)計(jì)算 .- 7 -5-2 同頻、同相的控制方法與參數(shù)計(jì)算.- 8 -5-3 濾波參數(shù)計(jì)算.- 8 -第六章第六章 軟件設(shè)計(jì)軟件設(shè)計(jì).- 9 -6-1 主控程序流程圖.- 9 -6-2 SPWM 波的實(shí)現(xiàn).- 9 -6-3 頻率測量程序流程圖.- 10 -6-4 欠電壓過電流程序流程圖.- 11 -第七章第七章 特殊器件介紹特殊器件介紹.- 12 -7-1 C8051F020.- 12 -7-2 集成電路 IR2113.- 14 -7-3 運(yùn)算放大器 LF35

8、6 .- 15 -第八章第八章 調(diào)試及性能分析調(diào)試及性能分析.- 16 -8-1 測試儀器說明.- 16 -8-2 測試方案.- 16 -8-3 測試數(shù)據(jù)分析.- 17 -總結(jié)總結(jié).- 17 -參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn).- 18 -致謝致謝.- 19 -附錄附錄 A A 主程序清單主程序清單.- 19 - 0 -第一章 光伏并網(wǎng)系統(tǒng)國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀1-1 國外光伏并網(wǎng)系統(tǒng)的發(fā)展和趨勢太陽能光伏發(fā)電技術(shù)的開發(fā)始于 20 世紀(jì) 50 年代。光伏發(fā)電系統(tǒng)可以分為并網(wǎng)系統(tǒng)、離網(wǎng)系統(tǒng)和混合系統(tǒng)，其中光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)是家庭和商業(yè)最受歡迎的光伏系統(tǒng)。逆變器將光伏陣列發(fā)出的直流電轉(zhuǎn)換為交流電并與地方電網(wǎng)連接，使得發(fā)出的

9、富余電量都可出售給電網(wǎng)，夜晚則可從電網(wǎng)買電。隨著全球能源形勢趨緊，太陽能光伏發(fā)電作為一種可持續(xù)的能源替代方式于近年得到迅速發(fā)展，并首先在太陽能資源豐富的國家，如德國和日本得到了大面積的推廣和應(yīng)用。當(dāng)前，世界上大多數(shù)國家都把太陽能的利用作為重點(diǎn)研究、開發(fā)的目前國際上對太陽能資源已經(jīng)十分重視。20 世紀(jì) 70 年代以來，鑒于常規(guī)能源供給的有限性和環(huán)保壓力，世界上許多國家掀起了開發(fā)利用太陽能和可再生能源的熱潮。利用太陽能發(fā)電的光伏發(fā)電技術(shù)被用于許多需要電源的場合，上至航天器，下至兒童玩具，光伏電源無處不在。過去，由于太陽電池的生產(chǎn)成本居高不下，光伏發(fā)電大多作為專用的獨(dú)立運(yùn)行系統(tǒng)應(yīng)用在如航天，邊防海島

10、，或是邊遠(yuǎn)地區(qū)的示范工程等。但是近年來，新型光伏材料的出現(xiàn)，產(chǎn)品價(jià)格的不斷下降，轉(zhuǎn)換效率的提高，電力電子器件的高頻化，高性價(jià)比微處理器的推出，先進(jìn)控制策略的應(yīng)用，使得光伏并網(wǎng)技術(shù)的研究和推廣日益受到重視。光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)生了巨大變化，己經(jīng)開始向并網(wǎng)發(fā)電轉(zhuǎn)變。并網(wǎng)發(fā)電己經(jīng)成為光伏發(fā)電的發(fā)展趨勢。并網(wǎng)發(fā)電開始于 80 年代初，但由于當(dāng)時(shí)成本過高，且環(huán)境效益還不是很明顯，使得電力公司難以接受。為緩解能源危機(jī)，大力利用太陽能，推動光伏發(fā)電的迅速發(fā)展，西方一些發(fā)達(dá)國家紛紛出臺有關(guān)政策、法規(guī)來扶持光伏并網(wǎng)產(chǎn)業(yè)。1999 年以來在世界各國，尤其是美國、日本、德國等發(fā)達(dá)國家先后發(fā)起的大規(guī)模國家光伏發(fā)展計(jì)劃和太陽能屋

11、頂計(jì)劃的刺激和推動下，世界光伏產(chǎn)業(yè)以每年30%以上的增長率保持著高速發(fā)展。作為一種可再生的清潔能源，光伏發(fā)電將在 21 世紀(jì)前半期超過核電成為最重要的基礎(chǔ)能源之一。如德國“可再生能源電力供應(yīng)法”中規(guī)定2000 年開始執(zhí)行光伏發(fā)電上網(wǎng)電價(jià) 0.99 馬克/KWh 的優(yōu)惠政策。日本早在 1994 年就開始實(shí)施“新陽光計(jì)劃”，目前己安裝近 7 萬個太陽能屋頂，預(yù)計(jì)到 2010 年要安裝 100 萬個太陽能屋頂,美國于 1997 年提出“百萬太陽能屋頂計(jì)劃”，規(guī)劃到 2010 年為 100 萬個家庭安裝太陽能屋頂，每個光伏屋頂將有 3 到 5 千瓦光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)。英國“可再生能源法”于 2002 年

12、初生效，該法強(qiáng)制所有電力供應(yīng)商要在三年內(nèi)用可再生能源提供 3%以上的電力，2010 年可再生能源電力要達(dá)到 10.4%。近 30 年來，太陽能利用在研究開發(fā)、商業(yè)化生產(chǎn)、市場開拓方面都獲得了長足發(fā)展，成為世界范圍內(nèi)快速、穩(wěn)定發(fā)展的新興產(chǎn)業(yè)之一。包括太陽能在內(nèi)的可再生能源在 21 世紀(jì)將會以前所未有的速度發(fā)展，并將逐步成為人類的基礎(chǔ)能源之一。1-2 我國光伏并網(wǎng)發(fā)電的發(fā)展- 1 -我國于 1958 年開始研究太陽電池，并于 1971 年成功地首次應(yīng)用于我國發(fā)射的東方紅二號衛(wèi)星上。80 年代以后，國家開始對光伏工業(yè)和光伏市場的發(fā)展給以支持，使得我國十分弱小的太陽電池工業(yè)得到鞏固和發(fā)展并在許多有用領(lǐng)

13、域建立了示范。我國光伏發(fā)電的研究開發(fā)工作，經(jīng)過幾十年的努力，取得了不小的成就，在光伏水泵系統(tǒng)、通信光伏電源系統(tǒng)、微波中繼站，陰極保護(hù)光伏電源系統(tǒng)，家用光伏電源系統(tǒng)，風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)等的系統(tǒng)技術(shù)方面，也取得了不少的研究成果和工程經(jīng)驗(yàn)。在國家實(shí)施西部大開發(fā)發(fā)展戰(zhàn)略和國內(nèi)綠色環(huán)保工業(yè)開始升溫的背景下，2002 年國家計(jì)委啟動了西部地區(qū)送電到鄉(xiāng)的項(xiàng)目，耗資近 20 億人民幣，有力地推進(jìn)了我國光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展通過國家“七五”、“八五”、“九五”以及“十五”計(jì)劃，我國己經(jīng)在戶用系統(tǒng)、通信電源、光伏水泵、光伏并網(wǎng)方面取得了一些技術(shù)成果。在大型光伏電站方面，中科院電工研究所于 2004 年在深圳世博園成功地實(shí)施

14、了 IMwp容量的大型光伏并網(wǎng)電站，該電站成為國內(nèi)首座大型的兆瓦級并網(wǎng)光伏電站。國家科技部己做出相應(yīng)規(guī)劃，有步驟地推進(jìn)相關(guān)的科技創(chuàng)新研究、示范及其產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。上海市政府聯(lián)合眾多太陽能知名企業(yè)啟動了“十萬屋頂光伏發(fā)電計(jì)劃”，拉開了國內(nèi)太陽能發(fā)電大規(guī)模應(yīng)用的序幕。隨即，由尚德太陽能電力有限公司承建的無錫市政府 40KW 屋頂光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)也吹響了江蘇“一千個屋頂光伏發(fā)電工程”的號角。這些工程的啟動實(shí)施，將在一定程度上代表國際上最先進(jìn)的用能方式，并將直接影響到我國未來能源利用的發(fā)展方向。上海、江蘇等地區(qū)推行“太陽能屋頂工程”。2005 年 8 月 31 日，中國第一座直接與高壓并網(wǎng)的 100Kwp

15、 光伏發(fā)站在西藏羊八井建成并一次并網(wǎng)成功，順利投入運(yùn)行;2008 年北京綠色奧運(yùn)部分用電也將由太陽能發(fā)電提供，中國普及光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)已拉開序幕。我國的光伏產(chǎn)業(yè)雖然在近年取得了一定的發(fā)展，但相比于蓬勃發(fā)展的世界光伏工業(yè)，中國光伏工業(yè)還處于起步階段，光伏產(chǎn)量和安裝容量僅為世界 1%左右。由于政策、資金等因素的制約，總體上我國的太陽能光伏技術(shù)仍于初級階段，規(guī)模小、技術(shù)落后、應(yīng)用面窄、產(chǎn)品單一，一些關(guān)鍵的技術(shù)和材料仍不能實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)化。面對如此巨大的國內(nèi)市場需求和廣闊的發(fā)展前景，要實(shí)現(xiàn)光伏產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展和光伏并網(wǎng)系統(tǒng)的產(chǎn)業(yè)化，必須發(fā)展具有自主知識產(chǎn)權(quán)的光伏并網(wǎng)技術(shù)，增加技術(shù)積累和鼓勵技術(shù)創(chuàng)新。第二章 與

16、電網(wǎng)并網(wǎng)的光伏發(fā)電系統(tǒng)光伏發(fā)電系統(tǒng)直接與電網(wǎng)連接，其中逆變器起很重要的作用，要求具有與電網(wǎng)連接的功能。目前常用的并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)具有兩種結(jié)構(gòu)形式，其不同之處在于是否帶有蓄電池作為儲能環(huán)節(jié)帶有蓄電池環(huán)節(jié)的并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)稱為可調(diào)度式并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)（圖 2-1），由于此系統(tǒng)中逆變器配有主開關(guān)和重要負(fù)載開關(guān)，使得系統(tǒng)具有不間斷電源的作用，這對于一些重要負(fù)荷甚至某些家庭用戶來說具有重要意義;此外，該系統(tǒng)還可以充當(dāng)功率調(diào)節(jié)器的作用，穩(wěn)定電網(wǎng)電壓、抵消有害的高次諧波分量從而提高電能質(zhì)量。不帶有蓄電池環(huán)節(jié)的并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)稱為不可調(diào)度式并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)(圖 2-2)，在此系統(tǒng)中，并網(wǎng)逆變器將太陽能電池板產(chǎn)

17、生的直流電能轉(zhuǎn)化為和電網(wǎng)電壓同頻、同相的交流電能，當(dāng)主電網(wǎng)斷電時(shí)，系統(tǒng)自動停止向電網(wǎng)供電。當(dāng)有日照照射，光伏系統(tǒng)所產(chǎn)生的交流電能超過負(fù)載所需時(shí)，多余的部分將送往電網(wǎng)；夜間當(dāng)負(fù)載所需電能超過光伏系- 2 -統(tǒng)產(chǎn)生的交流電能時(shí)，電網(wǎng)自動向負(fù)載補(bǔ)充電能。圖 2-1 可調(diào)度式光伏發(fā)電系統(tǒng)圖 2-2 不可調(diào)度式光伏發(fā)電系統(tǒng)太陽能電池板DC/AC逆變器交流負(fù)載蓄電池電網(wǎng)控制器電網(wǎng)太陽能電池板DC/AC逆變器交流負(fù)載控制器電網(wǎng)- 3 -第三章 光伏并網(wǎng)發(fā)電模擬裝置系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案3-1 系統(tǒng)基本工作原理該系統(tǒng)主要由最小單片機(jī)系統(tǒng) C8051F020，由 SPWM 信號控制，DC-AC 變換電路，濾波電路，檢

18、測保護(hù)電路構(gòu)成。其中以 C8051F020 為處理器來控制逆變器完成最大功率跟蹤下的光伏發(fā)電輸出。模擬電網(wǎng)電壓輸入，頻率 45-55HZ 并由 LCD 實(shí)時(shí)顯示電壓，電流，頻率從而實(shí)現(xiàn)光伏并網(wǎng)發(fā)電。3-2 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)框圖光伏并網(wǎng)發(fā)電模擬裝置系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)框圖如圖 3-1 所示：圖 3-1 總體設(shè)計(jì)框圖第四章 系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)4-1 單片機(jī)的方案選擇穩(wěn)壓電源 逆變LC 濾波升壓負(fù)載電壓采樣單片機(jī)過零比較半波整流降壓過零比較UREF- 4 -方案一：采用 AT89C51 單片機(jī)進(jìn)行控制。51 單片機(jī)外接 A/D 和 D/A 比較簡單，操作方便，但是由于本題的功耗要求特別嚴(yán)格，對效率的提高不利。方案二

19、：采用低功耗單片機(jī) C8051F020，這是一個完全集成的混合信號系統(tǒng)級 MCU 芯片。內(nèi)部集成 12 的 A/D 和 D/A 芯片，且這個單片機(jī)管腳豐富，操作完全與 51 單片機(jī)兼容。采用 JTAG 方式，可通過 USB 口在線下載調(diào)試，使用十分方便，并且低功耗便于整體效率的提高?？紤]到效率的要求采用方案二。4-2 DC-AC 變換電路設(shè)計(jì)方案一：采用單相半橋逆變電路，它有單個橋臂，每個橋臂由一個可控器件和一個反并聯(lián)二極管組成，在直流側(cè)接有兩個相互串聯(lián)的足夠大的電容，兩個電容的連接點(diǎn)便成為直流電源的中點(diǎn)，該電路簡單，使用器件少。方案二：采用單相全橋逆變電路，它有四個橋臂，可以看成兩個半橋電路

20、組合而成成對的兩個橋臂同時(shí)道通，兩對交替各導(dǎo)通 180 度，與半橋電路相比，輸出波形相同，但其幅值高出一倍，且直流側(cè)無需兩個串聯(lián)電容器來進(jìn)行電壓均衡，適用于移相調(diào)壓方式，全橋逆變電路是單相逆變電路中應(yīng)用最多的。其性能好，輸出穩(wěn)定，符合本次設(shè)計(jì)需要。綜上分析考慮，采用方案二作為本次設(shè)計(jì)的系統(tǒng)方案。DC-AC 變換電路設(shè)計(jì)如圖 4-1 所示：圖 4-1 單相橋式逆變電路本設(shè)計(jì)中采用單相全橋式逆變電路，4 個 MOSFET 管組成逆變電路的橋臂，橋中各臂在控制信號作用下輪流導(dǎo)通，它的基本工作方式為 180 度導(dǎo)電方式，為了使 IGBT 可靠觸發(fā)導(dǎo)通，觸發(fā)脈沖電壓應(yīng)高于管子的開啟電壓，并且驅(qū)動電路要滿

21、足快速轉(zhuǎn)換和高峰值電流的要求，并能提供適當(dāng)?shù)谋Ｗo(hù)功能，在設(shè)計(jì)中采用 2 個 IR2113 做為驅(qū)動電路。4-3 驅(qū)動電路方案設(shè)計(jì)- 5 -方案一：利用脈沖變壓器直接驅(qū)動 MOSFET，來自控制脈沖形成單元的脈沖信號經(jīng)高頻晶體管進(jìn)行功率放大后加到脈沖變壓器上，由脈沖變壓器隔離耦合，穩(wěn)壓管限幅后來驅(qū)動 MOSFET，其優(yōu)點(diǎn)是電路簡單，應(yīng)用廉價(jià)的脈沖變壓器實(shí)現(xiàn)了被驅(qū)動 MOSFET 與控制脈沖形成部分的隔離。方案二：采用柵極驅(qū)動控制專用集成電路 IR2113.該芯片可驅(qū)動同橋臂的兩個MOSFET，內(nèi)部自舉工作，允許在 600V 電壓下直接工作，柵極驅(qū)動電壓范圍寬（10V-20V），施密特邏輯輸入，輸

22、入電平與 TTL 及 CMOS 電平兼容，死區(qū)時(shí)間內(nèi)置，輸出輸入同相，最高工作頻率可達(dá) 40KHZ。比較以上兩種方案，方案一的不足表現(xiàn)在：高平脈沖變壓器因漏感及肌膚效應(yīng)的存在較難繞制且容易產(chǎn)生振蕩。方案二芯片性能好，體積小，滿足題目要求，故采用方案二。在驅(qū)動回路中，我們采用 IR2113 實(shí)現(xiàn)驅(qū)動，如圖 4-2 所示。驅(qū)動器的選擇：專用集成電路芯片 IR2113，該芯片為 8 腳封裝，允許 600V 電壓下直接工作柵極驅(qū)動電壓范圍10-20V，死區(qū)時(shí)間內(nèi)置，最高工作頻率可達(dá) 40KHZ。圖 4-2 驅(qū)動電路4-4 顯示模塊的方案選擇方案一：采用 LCD 液晶顯示器顯示。采用 12864 點(diǎn)陣

23、LCD 液晶顯示，可視面積大，畫面效果好，抗干擾能力強(qiáng)，調(diào)用方便簡單，而且可以節(jié)省了軟件中斷資源。其缺- 6 -點(diǎn)在于顯示內(nèi)容需要存儲字模信息，需要一定存儲空間，并且點(diǎn)陣型液晶功耗比較大，不適合本設(shè)計(jì)。方案二：采用 LED 顯示器。LED 顯示器是由 LED 發(fā)光二極管發(fā)展過來的一種顯示器件，它具有高亮度。寬視角反應(yīng)速度快，可靠性高，反應(yīng)速度快等特點(diǎn)。本設(shè)計(jì)中只顯示電壓，電流，頻率值，且顯示數(shù)據(jù)的精度不需要很高，無需顯示繁瑣的文字，字母等?？紤]到效率的要求采用方案二。4-4 濾波模塊的設(shè)計(jì)濾波電路如圖 4-3 所示：圖4-3 濾波電路4-5 欠電壓保護(hù)和過電流保護(hù)電路欠電壓保護(hù)電路：對 DC-

24、AC 變換器的輸入電壓進(jìn)行電阻分壓，鑒于單片機(jī)耐壓值較小，按一定比例取入電壓，通過單片機(jī)自帶的 AD 轉(zhuǎn)換模塊采集輸入電壓，控制器與低壓限值進(jìn)行比較，若欠壓則停止 DC-AC 變換。過電流保護(hù)電路：對 DC-AC 變換器的輸出電壓進(jìn)行降壓，通過單片機(jī)自帶的 AD 轉(zhuǎn)換模塊采集輸入電壓，控制器與高壓限值進(jìn)行比較，若過流則停止 DC-AC 變換。第五章 理論分析與計(jì)算5-1 MPPT 的控制方法與參數(shù)計(jì)算光伏系統(tǒng)中，在一定的光照強(qiáng)度和環(huán)境溫度下，電池陣列可以工作在不同的輸出電壓下，但是只有在某一輸出電壓時(shí)陣列的輸出功率才能達(dá)到最大值，即在該工作點(diǎn)能得到當(dāng)前溫度和日照條件下的最大輸出功率。此點(diǎn)被稱為

25、最大功率點(diǎn)（Maximum Power - 7 -Point，MPP）。因此，如何實(shí)時(shí)調(diào)整光伏陣列的工作點(diǎn)以使其能始終工作在最大功率點(diǎn)，這一直是光伏發(fā)電系統(tǒng)研究的重要方向。這個過程的實(shí)現(xiàn)就叫做最大功率點(diǎn)跟蹤（Maximum Power Point Tracking，MPPT）。功率的計(jì)算公式可以作如下的變換：P=UI （1）dP/dU=I+U dI/dU （2）若能使（2）式等于零，即dI/dU=-I/U （3）當(dāng)輸出電導(dǎo)的變化量等于輸出電導(dǎo)的負(fù)值時(shí)，系統(tǒng)處于最大功率點(diǎn)。這樣就可以根據(jù)（3）式中 dI/dU 與 I/U 的關(guān)系來調(diào)整工作點(diǎn)電壓來實(shí)現(xiàn) MPPT。圖 3 是電導(dǎo)增量法的流程圖。采用

26、電導(dǎo)增量法，對工作電壓的調(diào)整不再是盲目的，而是通過每次的測量和比較， 預(yù)估出最大功率點(diǎn)的大致位置，再根據(jù)結(jié)果進(jìn)行調(diào)整，因此可以動態(tài)地實(shí)現(xiàn)最大功率點(diǎn)的追蹤，能夠適應(yīng)于日照強(qiáng)度和環(huán)境溫度快速變化的地方。5-2 同頻、同相的控制方法與參數(shù)計(jì)算頻率檢測既檢測模擬電網(wǎng)頻率，又檢測光伏發(fā)電頻率，這是完成并網(wǎng)運(yùn)行的關(guān)鍵，設(shè)模擬電網(wǎng)電壓頻率在赫茲范圍內(nèi)變化，經(jīng)過零比較器送單片機(jī)確定其大小為0，檢測輸出側(cè)電壓頻率，通過單片機(jī)的定時(shí)器模塊進(jìn)行計(jì)時(shí)，若系統(tǒng)時(shí)鐘為 f,計(jì)得時(shí)鐘個數(shù)為 n,則相應(yīng)頻率為 n 倍的時(shí)鐘頻率，單片機(jī)對兩個頻率進(jìn)行比較，完成對 DC-AC 變換電路的調(diào)整。提高效率的方法，效率的分析：輸入功率

27、計(jì)算公式：dddPUI輸出功率計(jì)算公式：oo1o1PUI由于DC-AC變換器（控制器）完成光伏發(fā)電，要求在不同光照情況下以最大效率輸出，且在實(shí)際應(yīng)用中需要在戶外利用，這就要求單片機(jī)及一些外圍電路消耗功耗要盡量的低，這也是此次設(shè)計(jì)的核心問題。為此，在設(shè)計(jì)本系統(tǒng)時(shí)單片機(jī)采用低功耗單片機(jī)C8051F020,該系統(tǒng)集成了8路12位A/D。減少了外加A/D的損耗。提高效率主要是要降低變換器的損耗，變換器的損耗主要有MOSFET導(dǎo)通損耗,開關(guān)損耗，驅(qū)動損耗，回路電阻的損耗，和控制部分的損耗，這些損耗可以通過降低開關(guān)頻率，選擇低功耗的電阻，合理匹配輸出電阻等方法來降低。影響效率的因素主要包括單片機(jī)及外圍電路

28、功耗，單片機(jī)及外圍電路供電電路的效率和DCAC變換器的效率。而提高DC-AC變換器效率可以實(shí)質(zhì)性的提高效率。DC-AC變換器效率。odPP- 8 -5-3 濾波參數(shù)計(jì)算已知模擬電網(wǎng)的輸入頻率相對較低，則可選取二階低通濾波器。根據(jù)題目通過頻率在 45HZ-55HZ 之間，確定電容大小 560pF，有頻率與電阻之間的關(guān)系，可以導(dǎo)出 R 的取值為 470K。第六章 軟件設(shè)計(jì)6-1 主控程序流程圖主控程序首先對系統(tǒng)進(jìn)行初始化的處理，然后檢測基準(zhǔn)輸入電壓頻率，根據(jù)檢測到的不同輸入頻率，對逆變電路進(jìn)行控制，使其輸出相應(yīng)頻率電壓，并完成相應(yīng)顯示。流程圖如圖 6-1 所示：- 9 -開始系統(tǒng)初始化開中斷定時(shí)啟

29、動 AD 轉(zhuǎn)換，檢測過流欠壓DC AC 輸出控制顯示頻率，電壓，電流返回逆變電路停止工作是否過流欠壓圖 6-1 主控程序流程圖6-2 SPWM 波的實(shí)現(xiàn)目前逆變電路大部分均采用 PWM 控制技術(shù)。PWM 技術(shù)是指對脈沖的寬度進(jìn)行調(diào)制的技術(shù)，即通過對一系列脈沖的寬度進(jìn)行調(diào)制，來等效的獲得所需要的各種波形。在控制理論中，存在一個重要結(jié)論，即面積等效原理:沖量相等而形狀不同的脈沖，加在具有慣性的環(huán)節(jié)上時(shí)，其效果基本相同。沖量指窄脈沖的面積。這里所說的效果相同，是指環(huán)節(jié)的輸出響應(yīng)波形基本相同。為得到脈沖寬度按正弦規(guī)律變化并且和正弦波等效的 PWM 波形所采用的控制技術(shù)稱為 SPWM 調(diào)制技術(shù)。SPWM

30、 即在進(jìn)行脈寬調(diào)制時(shí)，使脈沖系列的占空比按正弦規(guī)律來變化。當(dāng)正弦值為最大值時(shí)，脈沖的寬度也最大，而脈沖間的間隔最小，反之，當(dāng)正弦值較小時(shí)，脈沖的寬度也小，而脈沖間的間隔較大，這樣的電壓脈沖系列可以使負(fù)載電流中的高次諧波成分大為減小，稱為正弦波脈寬調(diào)制，SPWM 的產(chǎn)生主要有兩種方法，既自然采樣法和規(guī)則采樣法。根據(jù)采樣控制理論中的沖量等效原理，大小波形不相同的窄脈沖作用于慣性系統(tǒng)時(shí)，- 10 -只要他們的沖量相等，則作用效果基本相同。將一個正弦波等分，其中每一等分所包含的面積均用一個與之面積相等的，等幅而不等寬的的矩形脈沖代替，使每個矩形脈沖的中心線和等分點(diǎn)的中心線重合，這就是 SPWM 控制理

31、論依據(jù)，由此得到的矩形脈沖序列稱為 SPWM 波形。該功能主要由 C8051F020 自身所帶的 PCA 模塊產(chǎn)生。6-3 頻率測量程序流程圖C8051F020 自身所帶的定時(shí)器模塊具有捕捉和自動重裝功能，頻率檢測是基于單片機(jī)定時(shí)器模塊的捕捉功能而實(shí)現(xiàn)的，定時(shí)器捕捉兩次跳變之間的時(shí)間，從而得到待檢測的頻率值，流程圖如圖 6-2 所示：圖 6-2 頻率測量流程圖6-4 欠電壓過電流程序流程圖C8051F020 自身所帶的 AD 轉(zhuǎn)換器定時(shí)采集電壓值，并判斷是否超限，從而采取相應(yīng)的保護(hù)。開始定時(shí)器 2 初始化定時(shí)器 2 溢出？將定時(shí)器寄存器的值捕捉本次捕捉值減去前次捕捉值根據(jù)系統(tǒng)時(shí)鐘算的頻率值是否

32、- 11 -圖 6-4 欠電壓過電流程序流程圖第七章 特殊器件介紹7-1 C8051F020開始初始化 PCA 為高速輸出模式根據(jù)檢測頻率，預(yù)置高低電平持續(xù)時(shí)間低于最小占空比？高于極限占空比？更新 PCA 占空比輸出返回置最小占空比置最大占空比- 12 -一、C8051F020 單片機(jī)簡介C8051F020 的結(jié)構(gòu)圖如圖 7-1 所示：圖 7-1 C8051F020 的結(jié)構(gòu)圖二、C8051F020 的主要特性C8051F020/1/2/3 器件是完全集成的混合信號系統(tǒng)級 MCU 芯片，具有 64 個數(shù)字 I/O引腳（C8051F020/2）或 32 個數(shù)字 I/O 引腳（C8051F021/3

33、）。其主要特性如下：1.高速、流水線結(jié)構(gòu)的 8051 兼容的 CIP-51 內(nèi)核（可達(dá) 25MIPS）2.全速、非侵入式的在系統(tǒng)調(diào)試接口（片內(nèi)）3.真正 12 位（C8051F020/1）或 10 位（C8051F022/3）100ksps 的 8 通道 ADC，帶 PGA 和模擬多路開關(guān)4.真正 8 位 500ksps 的 ADC，帶 PGA 和 8 通道模擬多路開關(guān) 5.兩個 12 位 DAC，具有可編程數(shù)據(jù)更新方式6.64K 字節(jié)可在系統(tǒng)編程的 FLASH 存儲器7.4352（4096+256）字節(jié)的片內(nèi) RAM8.可尋址 64K 字節(jié)地址空間的外部數(shù)據(jù)存儲器接口 9.硬件實(shí)現(xiàn)的 SPI

34、、SMBus/I2C 和兩個 UART 串行接口10.5 個通用的 16 位定時(shí)器 11.具有 5 個捕捉/比較模塊的可編程計(jì)數(shù)器/定時(shí)器陣列 12.片內(nèi)看門狗定時(shí)器、VDD 監(jiān)視器和溫度傳感器 13.具有片內(nèi) VDD 監(jiān)視器、看門狗定時(shí)器和時(shí)鐘振蕩器的 C8051F020/1/2/3 是真正能獨(dú)立工作的片上系統(tǒng)。- 13 -三、C8051F020 內(nèi)部資源1.片內(nèi)存儲器CIP-51 有標(biāo)準(zhǔn)的 8051 程序和數(shù)據(jù)地址配置。C8051F 單片機(jī)內(nèi)部有 256B 數(shù)據(jù)RAM，256B SFR，它們的地址都相互重疊在一塊。內(nèi)部 256BRAM 的低 128 字節(jié)可用直接或間接尋址方式訪問，高 12

35、8 字節(jié)用于間接尋址。前 32 個字節(jié)為 4 組通用寄存器區(qū)，接下來的 16 字節(jié)既可以按字節(jié)尋址也可以按位尋址。C8051F02x 中的 CIP-51 還另有位于外部數(shù)據(jù)存儲器地址空間的 4kB 的 RAM 塊和一個可用于訪問外部數(shù)據(jù)存儲器的外部存儲器接口（EMIF）。這個片內(nèi)的 4kB RAM 塊可以在整個 64kB 外部數(shù)據(jù)存儲器地址空間中被尋址（以 4kB 為邊界重疊）。外部數(shù)據(jù)存儲器地址空間可以只映射到片內(nèi)存儲器、只映射到片外存儲器、或兩者的組合（4kB 以下的地址指向片內(nèi)，4kB 以上的地址指向 EMIF）。EMIF 可以被配置為地址/數(shù)據(jù)線復(fù)用方式或非復(fù)用方式。MCU 的程序存儲

36、器包含 64kB 的 FLASH。該存儲器以 512 字節(jié)為一個扇區(qū)，可以在系統(tǒng)編程，且不需特別的外部編程電壓。2.串行端口C8051F 系列 MCU 內(nèi)部有兩個增強(qiáng)型全雙工 UART、一個增強(qiáng)型 SPI 總線和SMBus/I2C。每種串行總線都完全用硬件實(shí)現(xiàn)，都能向 CIP-51 產(chǎn)生中斷，因此需要很少的 CPU 干預(yù)。這些串行總線不“共享”定時(shí)器、中斷或端口 I/O 等資源，所以可以使用任何一個或同時(shí)使用多個。3.12 位數(shù)/模轉(zhuǎn)換器、比較器C8051F020 MCU 內(nèi)部有兩個 12 位數(shù)/模轉(zhuǎn)換器（DAC）。MCU 與每個比較器和 DAC 之間的數(shù)據(jù)和控制接口通過特殊功能寄存器實(shí)現(xiàn)。M

37、CU 可以將任何一個 DAC 或比較器置于低功耗關(guān)斷方式。DAC 為電壓輸出方式，有靈活的輸出更新機(jī)制。這一機(jī)制允許用軟件寫和定時(shí)器 2，定時(shí)器 3 及定時(shí)器 4 的溢出信號更新 DAC 輸出。對于 C8051F020，DAC 的電壓基準(zhǔn)由專用的 VREFD 輸入引腳提供。DAC 在作為比較器的參考電壓或?yàn)?ADC 差分輸入提供偏移電壓時(shí)非常有用。C8051F020MCU 有 3 個片內(nèi)模擬比較器。比較器的回差電壓和響應(yīng)時(shí)間可以用軟件編程。每個比較器都能在上升沿、下降沿或在兩個邊沿都產(chǎn)生中斷。這些中斷能將 MCU 從休眠方式喚醒。比較器 0 可以用作復(fù)位源。比較器的輸出狀態(tài)可以用軟件查詢或通過

38、設(shè)置交叉開關(guān)連接到端口 I/O 引腳。比較器可以在不使用時(shí)編程為低功耗關(guān)斷模式。4.12 位模/數(shù)轉(zhuǎn)換器C8051F020 內(nèi)部有一個 12 位 8 通道逐次比較型的 A/D 轉(zhuǎn)換模塊，其最高轉(zhuǎn)換速度可以達(dá)到 100KSPS。并且具有內(nèi)部可編程 PGA 程控電路，可以對輸入信號進(jìn)行增益放大。A/D 參考電壓可以由內(nèi)部參考基準(zhǔn)源提供，內(nèi)部基準(zhǔn)典型值為 2.43V。內(nèi)部并且提供溫度傳感器，可進(jìn)行溫度測量，此功能可以用于環(huán)境溫度檢測。通過內(nèi)部的模擬通道選擇開關(guān)，可以最多 8 通道分時(shí) A/D 轉(zhuǎn)換，可以靈活的通過軟件設(shè)置 ADBUSY、定時(shí)器 3 溢出CNVSTR 上升沿進(jìn)行 A/D 轉(zhuǎn)換啟動信號。

39、7-2 集成電路 IR2113- 14 -一、IR2113 器件簡介1.IR2113 引腳排列圖如圖 7-2 所示：圖 7-2 IR2113 引腳排列圖2IR2113 的主要功能IR2113 由低端功率晶體管驅(qū)動級、高端功率晶體管驅(qū)動級、電平轉(zhuǎn)換器、輸入邏輯電路組成它。把驅(qū)動一高壓側(cè)和一低壓側(cè) MOSFET 或 IGBT 所需要的絕大部分功能集成在芯片內(nèi)。因 MOS 器件的柵極具有容性輸入特性,即它們是通過提供一些電荷給柵極而導(dǎo)通，而不需要提供電流，這樣可以利用 IR2113 的 VB、VS 間的外接電容和 VB 腳的二極管構(gòu)成隔離電源。IR2113 有比較完善的保護(hù)功能，對于低壓側(cè)通道，當(dāng)

40、VCC 低于規(guī)定值(如8.2V)，欠壓鎖定將會阻斷任何一個通道工作；對于高壓側(cè)通道，當(dāng) VS 和 VB 之間電壓低于限定值(如 8.3V)，欠壓自鎖會關(guān)斷柵極驅(qū)動。3. IR2113 的性能、參數(shù)IR2113 采用 HVIC 和閂鎖抗干擾 CMOS 制造工藝，雙列直插 14 腳封裝。具有獨(dú)立的低端和高端輸入通道；懸浮電源采用自舉電路，其高端工作電壓可達(dá)500V，dv/dt=50V/ns，15V 下靜態(tài)功耗僅 116Mw；輸出的電源端（腳 3,即功率器件的柵極驅(qū)動電壓）電壓范圍1020V；邏輯電源電壓范圍（腳 9）515V，可方便地與 TTL，CMOS 電平相匹配，而且邏輯電源地和功率地之間允許

41、有5V 的偏移量；工作頻率高，可達(dá) 500kHz；開通、關(guān)斷延遲小，分別為 120ns 和 94ns；圖騰柱輸出峰值電流為 2A。IR2113 由三個部分組成：邏輯輸入，電平平移及輸出保護(hù)。如上所述 IR2113 的特點(diǎn)，可以為裝置的設(shè)計(jì)帶來許多方便。尤其是高端懸浮自舉電源的成功設(shè)計(jì)，可以大大減少驅(qū)動電流。4典型應(yīng)用方向美國 IR 公司推出的 IR2113 驅(qū)動器，兼有光藕隔離(體積小)和電磁隔離(速度快)的優(yōu)點(diǎn)，是中小功率變換裝置中驅(qū)動器件的首選。利用 IR2113 同時(shí)直接驅(qū)動高壓側(cè)和低壓側(cè)場效應(yīng)管的特點(diǎn)可設(shè)計(jì)出相應(yīng)的半橋驅(qū)動電源電路.電源電路設(shè)計(jì)基于 IR2113 的結(jié)構(gòu)和特點(diǎn),設(shè)計(jì)的半

42、橋驅(qū)動電源方框圖如圖 7-3所示。- 15 -圖 7-3 基于 IR2113 設(shè)計(jì)的半橋驅(qū)動電源方框圖7-3 運(yùn)算放大器 LF356一、LF356 器件簡介1. LF356 的引腳排列圖如圖 7-3 所示圖 7-3 LF356 的引腳排列圖二、LF356 其引腳功能 1.BAL1 2.負(fù)輸入端 3.正輸入端 4.負(fù)電源 5.BAL2 6.輸出 7.正電源 8.空 三、LF356 主要性能集成運(yùn)算放大器的特點(diǎn)是差模輸入阻抗非常高，輸入偏置電流非常小，IIB 為幾皮安到幾十皮安。實(shí)現(xiàn)這些指標(biāo)的主要措施是利用場效應(yīng)管高輸入阻抗的特點(diǎn)，用場效應(yīng)管+123456781- Offset Null 5- O

43、ffset Null2- Inverting input 6- Output3- Non-inverting input 7- Vcc+4- Vcc- 8- N.C.參數(shù)設(shè)定整流濾波PWM 發(fā)生器IR2113 半橋驅(qū)動器DCAC 變換級直流疊加高壓輸出保護(hù)電路AC220V輸入+310V- 16 -組成運(yùn)算放大器的差分輸入級。用 FET 作輸入級，不僅輸入阻抗高，輸入偏置電流低，而且具有高速、寬帶和低噪聲等優(yōu)點(diǎn)，但輸入失調(diào)電壓較大。常見的集成器件有LF356、LF355、LF347 及更高輸入阻抗的 CA3130、CA3140 等。運(yùn)算放大器 LF356 雙列 8 腳封裝，電壓反饋型，場效應(yīng)差分

44、輸入級，輸入 10 的 12次方歐阻抗，增益帶寬 5MHz，轉(zhuǎn)換速率 12V/us，輸入偏置電流 30PA，工作電壓18V，靜態(tài)電流 5mA，輸入失調(diào)電壓 3mV，功耗 120-300mW。第八章 調(diào)試及性能分析8-1 測試儀器說明一、調(diào)試所需的儀器1. HONGHUA 示波器 頻率范圍 40MHz 型號：OSCiLLOSCOPE 5040B 2. 直流穩(wěn)壓穩(wěn)流電源 型號：WG17323. 數(shù)字萬用表 型號：ViCTOR4. 數(shù)字示波器 型號：RIGOL DS5202CAE5. 數(shù)字合成函數(shù)信號發(fā)生器/計(jì)算器 型號：NP F208-2 測試方案調(diào)試過程中采取先軟，硬件分別調(diào)試，后整體調(diào)試的方案

45、。硬件檢測：先進(jìn)行電路板的靜態(tài)調(diào)試，檢測電路的焊接是否正確然后通電檢測。實(shí)驗(yàn)室制作時(shí)可以結(jié)合信號源，示波器進(jìn)行綜合硬件測試分析。給逆變電路加方波信號，則輸出側(cè)響應(yīng)輸出方波信號。軟件測試：軟件分為各個子模塊，并對各個模塊分別檢測，本系統(tǒng)的軟件程序完全由 C51 編寫，C 語言效率高，但同時(shí)也存在一些缺點(diǎn)，比如嚴(yán)格定時(shí)比較困難。在調(diào)試過程中采取的是自上至下的調(diào)試方法，單獨(dú)調(diào)試好每一個模塊，然后在聯(lián)結(jié)成一個完整的系統(tǒng)調(diào)試。對 SPWM 信號產(chǎn)生模塊而言，分別給定 45 赫茲，50 赫茲，55 赫茲的模擬電網(wǎng)電壓，通過示波器觀測輸出波形，檢測是否達(dá)到所需波形，進(jìn)過多次測試，可知輸出波形能夠滿足本次設(shè)計(jì)

46、需求。軟硬件結(jié)合檢測：控制器與硬件電路整合，直流電源模擬光伏電池，通過信號發(fā)生器給定模擬電網(wǎng)電壓的頻率值，觀測并記錄輸出端的頻率值。初步測試時(shí)，光伏發(fā)電模擬裝置能基本工作。8-3 測試數(shù)據(jù)分析- 17 -置模擬電網(wǎng)輸入頻率，記錄現(xiàn)實(shí)的輸出值，通過示波器觀察逆變輸出側(cè)的波形，讀取相應(yīng)頻率值。記錄值如表 8-1 所示：表 8-1 測試數(shù)據(jù)分析表模擬電壓輸入頻率顯示頻率示波器輸出頻率454445.54746.546.5494949515050535252通過進(jìn)行分析，計(jì)算比較，與理論值相符?？偨Y(jié)光伏并網(wǎng)發(fā)電作為太陽能發(fā)電形式的一種，由于其自身的優(yōu)點(diǎn)逐漸成為光伏發(fā)電的趨勢。此次設(shè)計(jì)主要設(shè)計(jì)了光伏并網(wǎng)系

47、統(tǒng)的框圖和和各單元電路以及軟件程序的編寫。由于時(shí)間倉促和所學(xué)知識有限，有很多不很理想的地方，望老師和同學(xué)指正。通過這次設(shè)計(jì)使我對光伏并網(wǎng)發(fā)電有了一定的了解，加深了對單片機(jī)的用途的掌握，熟悉了工程設(shè)計(jì)的步驟，鍛煉了工程設(shè)計(jì)實(shí)踐能力同時(shí)培養(yǎng)了自己獨(dú)自設(shè)計(jì)能力。此次畢業(yè)設(shè)計(jì)是對我專業(yè)知識和專業(yè)基礎(chǔ)知識一次檢驗(yàn)和鞏固，同時(shí)也是我走向工作崗位的一次熱身。同時(shí)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)收獲也很多，比如學(xué)會了如何查找相關(guān)資料，如何分析數(shù)據(jù)，它提高了自己分析問題的能力。期間查找資料，與同學(xué)交流，反復(fù)修改，每一個過程都是對自己能力的一次檢驗(yàn)和充實(shí)。此外做事情要有認(rèn)真嚴(yán)謹(jǐn)、實(shí)事求是的態(tài)度和不怕困難、堅(jiān)持不懈精神也是我在這次論文

48、設(shè)計(jì)中所體會到的。我想這是一次意志的磨練，是對我實(shí)際能力的一次提升，也會對我未來的學(xué)習(xí)和工作有很大的幫助。但是畢業(yè)設(shè)計(jì)也暴露出自己專業(yè)基礎(chǔ)的很多不足之處。比如缺乏綜合應(yīng)用專業(yè)知識的能力，對材料的不了解等等。這次設(shè)計(jì)是對自己年所學(xué)知識的一次大檢閱，使我明白自己知識還很淺薄。雖然馬上要畢業(yè)了，但是自己的求學(xué)之路還很長，以后更應(yīng)該努力學(xué)習(xí)，完善自己。此次論文的完成既為大學(xué)生涯劃上了句號，也為將來的人生之路做了個很好的鋪墊。- 18 -參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn)1 馬忠梅等.單片機(jī)的 C 語言應(yīng)用程序M.北京:北京航空航天出版社,20072 黃智偉. 全國大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競賽訓(xùn)練教程M.北京：電子工業(yè)出版社,20

49、053 王兆安等. 電力電子技術(shù)M.北京:機(jī)械工業(yè)出版社,20064 馬明建,周長城.數(shù)據(jù)采集與處理技術(shù)M.西安:西安交通大學(xué)出版社,20005 何立民,單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)M.北京:北京航天大學(xué)出版社,19946 郁有文,傳感器原理及工程應(yīng)用M.西安:西安電子科技大學(xué)出版社,20037 蘇平.單片機(jī)原理與接口技術(shù)M.北京：電子工業(yè)出版社,20068 王延才主編.電子線路 Protel99 使用指南M.北京：機(jī)械工業(yè)出版社.9 楊頌華.馮毛官,孫萬蓉等主編，數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)M.西安：西安電子科技大學(xué)出版社.200310 周立功單片機(jī) http:/11 中國電子網(wǎng) http:/www.21IC.com12 趙富國.模擬電子技術(shù).M北京: 高等教育出版社.200413 楊志忠.數(shù)字電子技術(shù).M北京: 高等教育出版社.200414 趙茂泰.智能儀器原理