光伏并网发电模拟装置(09全国大学生电子设计大赛全国一等奖)
2009年全国大学生电子设计竞赛获奖名单
2009年全国大学生电子设计竞赛获奖名单2009年全国大学生电子设计竞赛获奖名单一、国家一等奖（24人）电子信息学院：蒋理、冯思、张溢、林炳章、李超然、张晓晔、刘思勤、陈浩瞿涛、廖艳闺、李刚、唐晓庆、闻长远、王雨曦、江超、张帅陈冬、曾宇、赵碧杉、曾攀、谢桂辉物理科学与技术学院：崔勇强、洪龙烨、周晓二、国家二等奖（12人）电子信息学院：毕相如、倪超、徐逢秋、卢伟聪、陈林辉、夏效禹、伍玉、张志勇余师倩、方力物理科学与技术学院：丁东、周杰三、湖北省一等奖（18人）电子信息学院：任翔、罗国君、鹿璇、党凯、张淑祥、谌涛、马正亚、孙健兴周林、罗怡、马玖凯、李朋朋、刘强祖、潘一腾、宋建华、李华罗文、颜卫四、湖北省二等奖（15人）电子信息学院：黄腾、李雨钟、刘东生、刘凯、张璐、高攀、谭潇雄、方阁刘利子、张德磊、陈创、田应伟、朱三洋、田猛、夏新凡附件二2009年国际大学生程序设计竞赛获奖名单一、国家一等奖（9人）计算机学院：金毅、李志旭、梁亚雄、李岩、武斌国际软件学院：李嘉琦、韩帅、杨洋、冯珺二、国家二等奖（3人）计算机学院：刘阳、肖惠文、常迪三、国家三等奖（3人）计算机学院：曾杰瑜、吕敦霖、文祎骁2009年全国大学生数学建模竞赛获奖名单一、国家一等奖（12人）土木建筑工程学院：张之璞、郭悠然、赵岩电子信息学院：张雪滨、詹娜、汤凯、林爱弟水利水电学院：朱飞、江畅数学与统计学院：林灯经济与管理学院：张力电气工程学院：沈瑞寒二、国家二等奖（12人）电子信息学院：陈涛、李枫、马兆辉、陈毅、许飞、王学飞经济与管理学院：刘疆数学与统计学院：李晨电气工程学院：杨杨土木建筑工程学院：欧阳稳根、陶俊资源与环境科学学院：王伟三、湖北省一等奖（9人）电子信息学院：郭雪冰、李晶数学与统计学院：冯唐人、方华英、张静怡、魏丹妮电气工程学院：陈学有计算机学院：鲁扬扬土木建筑工程学院：段睿四、湖北省二等奖（33人）动力与机械学院：陈振民、赵蕾电气工程学院：项玲、杨琪数学与统计学院：郭伟、李尚儒、李瀚立、魏硕文、刘文龙、阎鹏飞、王玮涵吴小杰、左一凡、侯宗元、陈隆水利水电学院：方舒、韦荣帅、郑静、吴傲经济与管理学院：黄鼎、高阳、陈尧计算机学院：翟壮、刘旭辉、司伟鑫物理科学与技术学院：全龙遥感信息工程学院：徐晓琪电子信息学院：明先顺、王洁琼、易建新、谭剑、吴克文国际软件学院: 周珣五、湖北省三等奖（15人）数学与统计学院：陈晓龙、雷浩、周宬电子信息学院：金燕、方铖宇、刘伟峰、刘影、江慧、王江鹏、朱铖涂艳、曹玉辉物理科学与技术学院：胡祥林经济与管理学院：袁臻电气工程学院：邓旭附件四2009年全国大学生智能汽车大赛获奖名单一、国家一等奖（3人）动力与机械学院：郑思敏、张李军、郜旭凯二、国家二等奖（3人）动力与机械学院：胡文凯、庄伍详、李海峰三、湖北省二等奖（6人）动力与机械学院：李鑫、陈显烽、奚鑫泽、王琛翔、胡巳旸、穆昌洪附件五第三届全国计算机仿真大赛获奖名单一、国家一等奖（3人）电气工程学院：曾正动力与机械学院：蔡容容、詹立新二、国家二等奖（6人）计算机学院：许强电子信息学院：董微、张晓晔、张守首、刘琴、赵印三、国家三等奖（3人）测绘学院：冯晨物理科学与技术学院：康崴铃、丁俊第二届全国大学生节能减排社会实践与科技竞赛获奖名单一、国家三等奖（2人）动力与机械学院：吴小路、姚鑫二、国家优秀奖（9人）动力与机械学院：吴亚娟、杜超、刘抗、王攀、冯瑶婷、黄曼、黄冠乔李斌、王小龙附件七首届全国大中小学生规范汉字书写大赛湖北赛区获奖名单一、湖北省二等奖（4人）计算机学院：林世平信息管理学院：周亚政治与公共管理学院：叶小舟文学院：张小龙二、湖北省三等奖（3人）动力与机械学院：万静强文学院：丘新巧水利水电学院：张乐附件八湖北省2009中华经典诵读大赛获奖名单一、湖北省三等奖哲学学院：毕丞中南六省大学生机械设计制造创新大赛获奖名单一、湖北省一等奖（1项）动力与机械学院：张帅、王金、李俊玉、韩丽丽、王雷二、湖北省一等奖（3人）动力与机械学院：毕千、王晓龙、王鹏三、湖北二等奖（1项）动力与机械学院：侯顺轶、张明、郭伟超、王志远、刘宏亭第七届全国“周培源大学生力学竞赛”获奖名单一、湖北省一等奖（1人）水利水电学院：刘武二、湖北省三等奖（21人）土木建筑工程学院：左春阳、何启志、刘雪松、刘银、汪雷、王前进、周小玲王杰、张行强、罗泉、叶俊、欧阳稳根水利水电学院：高鑫、赵娜、彭紫贇、浦丹、车富强、吴超、朱飞熊清蓉、贾万龙二、湖北省优秀奖（37人）水利水电学院：朱静萍、杨威嘉、朱文渊、周元、王传超、潘佳佳、陶李岳王业祥、骆文广、胡田清、宋博、高文智、夏婷、曾文治钟权、陈云雀土木建筑工程学院：谭远武、周艳、王苏阳、柳菲菲、段睿、冷浩、曹源田恒蛟、袁淑蓉、赵岩、赵兴忠、颜敬、张智辉、熊焕曹珂、王艳强、冯妍、许流洋、叶亚鸿物理科学与技术学院：王胤数学与统计学院：夏盼秋首届全国大学生水利创新设计大赛获奖名单一、湖北省特等奖（8人）水利水电学院：徐驰、严兆、曹倩、李明哲、王嘉仪、甘莎莎、徐威、汤正虎二、湖北省一等奖（8人）水利水电学院：吴波、胡挺、周星、张琳、陆定杰、李扬帆、姜云鹭电子信息学院：唐淼2009年度“花旗杯”金融与信息技术应用大赛获奖名单一、湖北省一等奖（1项）国际软件学院：张媛媛、杨洋、彭星、闫文星、耿键恒、王骊鹏、杨野、任杰二、湖北省三等奖（1项）经济与管理学院：司丹、国际软件学院：高锐、张河川、罗成经济与管理学院：关颖、沈熙恒、唐荣胜、闵彦冰、赵阳、郑浩、冯智熊启跃、黄娴、刘炜亮、万方、张峰计算机科学学院：叶佳、杨波、史华新、张文敏、李文军、李佳谨附件十三2009年首届全国大学生GIS技能大赛获奖名单一、湖北省特等奖（1项）国际软件学院：邱腾、肖文华、胡蕾、向雯婷、祁子龙二、湖北省三等奖（4人）国际软件学院：钟释然、张正、韦才劲、张讯2009年全国大学生信息安全竞赛获奖名单一、湖北省二等奖（11人）计算机学院：李堂东、张志峰、徐颖、王立、方渊、周英骥、党志强、彭洋梁玉、肖邦、张五州二、湖北省三等奖（12人）计算机学院：李佳瑾、武云龙、孙培超、史小杰、王夏莉、关怡萍、李玉、张艳艳章小路、李文军、李晓宇、张典三、湖北省优胜奖（4人）计算机学院：郑尊、王豪、黄阳、王景附件十五中南地区第三届大学生结构设计竞赛获奖名单一、湖北省级特等奖（3人）土木建筑工程学院：朱立伟、李文妮、刘丰附件十六第二届“高教杯”全国大学生先进图形技能与创新大赛获奖名单一、湖北省一等奖（团体3项）城市设计学院：蔡哲理、纪艳、王婉、陆雅君、张开翼土木建筑工程学院：张行强、全冠、何楂、黄哲辉、邢旺动力与机械学院：毕千、雷佳科、梁龙双、蔡业豹、贺礼二、湖北省二等奖（团体1项）水利水电学院：刘移胜、王伟、高鑫、张续、朱飞三、湖北省一等奖（个人单项）个人全能（7人）城市设计学院：蔡哲理土木建筑工程学院：邢旺、张行强、全冠、黄哲辉、何楂动力与机械学院：贺礼计算机三维建模（4人）城市设计学院：张开翼、周峥艺土木建筑工程学院：全冠、邢旺、张行强、张文龙、黄哲辉动力与机械学院：贺礼、毕千、梁龙双、蔡业豹计算机二维绘图（5人）城市设计学院：蔡哲理土木建筑工程学院：何楂、孔晓璇动力与机械学院：雷佳科水利水电学院：王伟尺规绘图（3人）城市设计学院：翟羽佳、兰梅婷水利水电学院：刘移胜四、湖北省二等奖（个人单项）个人全能（6人）城市设计学院：周峥艺、土木建筑工程学院：张文龙动力与机械学院：梁龙双、毕千、雷佳科、蔡业豹计算机三维建模（5人）城市设计学院：陆雅君、纪艳土木建筑工程学院：肖龙、齐佳欣水利水电学院：朱飞计算机二维绘图：（3人）城市设计学院：王婉土木建筑工程学院：李舒水利水电学院：高鑫尺规绘图（2人）土木建筑工程学院：齐桓若、韦翠梅附件十七武汉大学首届规范汉字书写大赛获奖名单一、校级一等奖（4人）动力与机械学院：万静强信息管理学院：周亚（硬笔）文学院：丘新巧计算机学院：林世平二、校级二等奖（10人）经济与管理学院：黄泳妍、陈永口腔医学院：王天丰政治与公共管理学院：叶小舟（硬笔）、叶小舟（软笔）、陈欣天测绘学院：陈国基础医学院：陈润、杨国春遥感信息工程学院：张晗三、校级三等奖（19人）口腔医学院：韦健、苏婉清信息管理学院：曹君丰（硬笔）、曹君丰（软笔）、周亚（软笔）、姚淑臣经济与管理学院：余雅滨、翟璐资源与环境科学学院：杨璟旎、周国颜国际软件学院：林辉威化学与分子科学学院：叶建男基础医学院：刘源辉计算机学院：王琪历史学院：蒋小亮新闻与传播学院：廖妍宇文学院：李汶土木建筑工程学院：刘松外国语言文学学院：桑晓祎四、校级优秀奖（21人）HOPE护理学院：王楚婷化学与分子科学学院：郭熠、刘源、左可蓉口腔医学院：耿侃测绘学院：陈震、唐琨历史学院：肖龙祥、刘恒文学院：刘凯健、陈思羽遥感信息工程学院：寇媛动力与机械学院：余思敏经济与管理学院：万娜口腔医学院：杨怡水利水电学院：杨帆资源与环境科学学院：黄彰哲学学院：王天波土木建筑工程学院：张之璞、覃瑞、许光武汉大学第三届大学生结构设计竞赛获奖名单一、校级一等奖（16人）土木建筑工程学院：胡正欢、袁淑蓉、唐玉云、周倩如、叶俊、唐婷婷、王金杰张俊峰、宋兴、王儒军、张露、诸斌、刘丰、田恒蛟熊焕、陈丛丛二、校级二等奖（32人）土木建筑工程学院：梅俊、邓文、周艳、陈振宏、方施施、贺伟伟、陈鑫宇马天佑、彭道全、张明杰、李誉亮、朱立伟、刘洺辰、邢旺张召、章忠钦、曹秀红、陈茜倩、何军、张小凤、刘斌张现宇、李珩、胡俊、丁薇、张智辉、阮丛威、刘梅艳水利水电学院：陈兰、周小溪、张超、吴超三、校级三等奖（35人）土木建筑工程学院：樊星辰、陶俊、黄小波、严岩、姚晓璐、纪京喆、余小青刘雪松、曹珂、高伟、陈智森、刘鹏、张小宁、夏熙临王翔、郑皓、彭洋亮、段小江、徐森、朱亚萍、颜敬高明、张洁溪、汤鹏、金城、刘娟娟、李剑发、陈能立吕霁、胡德亮、曹凯、韩大江、冯妍、姚瑶、周小玲四、校级优秀奖（54人）土木建筑工程学院：晏伟、周正樵、汪雷、颜敬、魏兵、胡毓会、杨晨月李海涛、申岩峰、康欢、孔德俊、武维毓、单国娇、黎玲董黛、张龙、江仁堂、王骏骐、陈铭、王其勇、王鹏州袁慎钦、欧寅华、丁薇、陈乾锐、祝桥桥、王康昊、鄢平楚博、陈建新、黄蔚、何贤亭、湛梦玉、魏尧、余龙松龙浩、胡丰金、吴志海水利水电学院：高鑫、汪奎、颜桂芳、刘大刚、董苇、袁迪、曹继学杨凡城市设计学院：姚开明、夏丽英、宋思齐、陈威、魏元美、李兰、习开宇苏希2009年湖北省大学生优秀科研成果获奖名单计算机学院：徐飞、郑祎、耿明、初雨物理科学与技术学院：何慧、丁耘二、湖北省二等奖（2项）基础医学院：陈刚、朱玲新、刘洋、周倩、陈灏基础医学院：赵胜豪、王雷、王琴、王思夷、邓春地三、湖北省二等奖（15人）政治与公共管理学院：李娅文学院：余姣、郭昱晨、段夏微、刘淑杰、袁晶遥感信息工程学院：吴文瑾动力与机械学院：韩倩倩电子信息学院：陈浩、瞿涛、徐骅生命科学学院：潘阮刚口腔医学院：肖微、胡帆、曾妮、四、湖北省三等奖（1项）政治与公共管理学院：张兴文、徐先锋、周鹏、胡小娱、曹易五、湖北省三等奖（26人）信息管理学院：丁婉莹、宋倩倩、张恺、刘璐文学院：靳晶、李嵘、王晓凡外国语言文学院：贾祥新闻与传播学院：白晓晴法学院：袁康、李雨桐动力与机械学院：田锦土木建筑工程学院：叶俊、刘丰、张俊峰电气工程学院：董超、杨尚瑾物理科学与技术学院：石锐、姜鹭、师大伟基础医学院：雷畅、张思远、魏金亮、许珍、王璐、谢超胜2009年大学生优秀科研成果奖校级获奖名单一、校级一等奖（1项）城市设计学院：谢司琪、武州、盛立、桂耀国、缪金成文学院：李璞璘资源与环境科学学院：方攀电气工程学院：龚宇清、文汝口腔医学院：王浙君、撒悦三、校级二等奖（6项）新闻与传播学院：曾晓宇、欧阳子健、王康、罗欢、方晶城市设计学院：李莉、孔浩、张节节、欧婧、肖潇城市设计学院：罗婧、王瑞琦、王晶晶、罗超、徐幸子城市设计学院：黄欣、黄超、张璐璐、陈红丹、汤淑芳药学院：黄波、张文鹏、郭腾、让颖、陈燕柑基础医学院：竹梦、高文蔚、舒怡、魏巍、付贵华四、校级二等奖（29人）文学院：杨蓓蓓、陈禹历史学院：张洁、黎海超外国语言文学学院：邓雯、张鸿彦信息管理学院：梅丽娟经济与管理学院：何雅琨、张奕、余罡、吴璐、李理政治与公共管理学院：孙云冲、徐先锋、徐先锋、胡小娱、王晛化学与分子科学学院：段野电气工程学院：徐一哲、沈瑞寒、陈远电子信息学院：颜卫、李韵、郭怡文、阮文龙基础医学院：张怡、文英、林丹丹、周桢五、校级三等奖（23人）外国语言文学学院：陈皓、董玥、温智杰信息管理学院：邓敏新闻与传播学院：彭昊文政治与公共管理学院：杨月珉遥感信息工程学院：罗晖电气工程学院：张思寒、韩晨曦、徐迎、郑凌娟、龚宇清、杨尚瑾、兰岚万伟民电子信息学院：张瑞瑛、周萍、冯煦、柳敏、杨静竹、陶启成第二临床学院：曲亮、张昌盛。
光伏并网发电模拟装置的分析
由 Ｉ
Ｉ
Ａ
图 １ＭＰ Ｔ等效 电路 Ｐ 图 中Ａ点 是 虚 设 的 点 。 许 多 同 学 将 Ａ点 了 作 为 测 试 点 ， 出 有 测
Ｉ 一Ｔ ｝ ７
利用锁相环（ Ｌ ） Ｐ Ｌ 的方法生成 正弦波 ， 与三 角波同时加 至调 它 ， 这种做法是 错误的 ， 与实 际情 况 制器上 ， 这 生成Ｓ ＷＭ波， Ｐ 再经过驱动 电路去驱动全桥功放 电路工作 ， 不相符 。 若要测 ，， ｄ 必须在 电路串进一个取样 电阻ｒ根 据图 １ ， 可知 ， 经Ｌ 滤波后恢复 出正 弦信号 。 Ｃ 对输出信 号进行取样得Ｕ ， ￡ Ｕ 和 ｆ … ｒ， Ｒ 并加到Ｆ ／ Ｄ ， Ｄ Ｐ 上 再经过环 路滤波得一个控制信号Ｕｃ最后去控 ， Ｒ 获得 的功率 为 ： ｄ 。 制ＲＣ Ｖ ＯＣ， 形成 反馈 闭合 回路 。 就是锁相环 的工作原理 ， 这 其原 根据题意 ， 模拟光 伏直 流稳压 电源６ Ｖ是给定 ， ０ 而ＲＳ 和ＲＬ 在 理框图如 图３ 所示 。 ３ ～３ Ｑ的范围 内变化 ， ０ ６ 于是 Ｐ 也在３ Ｗ ～６ Ｗ范围 内变化 。 门 ０ ０ 欲
Ｕ 、 ， 计算 出Ｉ ｏ
一
２ １年的电子设计大赛即将拉开帷幕 ， ０ １ 我们要想在竞赛 中取得好 成绩， 首先就必须对 以往试题深度 了解和掌握 ， 现在我以０年 电子大 ９ 赛 中的Ａ （ 目设计任务与要求略 ） 题 题 为例， 给同学们做一 分析 案例 ： 众所周知 ， 要使发 电装置与市 电并网使用 ， 就必须满足频率、 相 位、 幅度和波形 完全 一致 ， 即要 求发 电装置 的幅度频率 、 相位 、 幅度 和波形 （ 失真 ） 指 完全要实 时跟踪市 电信号 ， 其难点非常大 。 此题对 节 能也提出了较高的要求 ， 这里包括两个方面 的要求 ， 一是具 有最 大功率 点跟踪（ Ｐ 功能 ， ＭＰ Ｔ） 二是Ｄ — 变换器的效率（ Ｃ ＡＣ ｎ≥８ ％ ） ０ 的要求 。 为发电装置 ， 作 安全使 用也非常重要 。 目要求有输入欠压 题 保 护和输 出过流保护功能 。 显然 ， 此题的重点和难点就是节 能问题 和 反馈信号 “ 如何跟踪参考信号“ 的问题 。 下面我们就这两个 问 题 进 行 重 点 论述 。
全国大学生电赛历年题目
全国大学生电赛历年题目文章来源:互联网发表时间:2012-3-6 15:21:36文章作者:admin 浏览次数:908第一届（1994年）全国大学生电子设计竞赛A.简易数控直流电源B.多路数据采集系统第二届（1995年）全国大学生电子设计竞赛A.实用低频功率放大器B.实用信号源的设计和制作C.简易无线电遥控系统D.简易电阻、电容和电感测试仪第三届（1997年）全国大学生电子设计竞赛A.直流稳定电源B.简易数字频率计C.水温控制系统D.调幅广播收音机第四届（1999年）全国大学生电子设计竞赛A.测量放大器B.数字式工频有效值多用表C.频率特性测试仪D.短波调频接收机E.数字化语音存储与回放系统第五届（2001年）全国大学生电子设计竞赛A.波形发生器B.简易数字存储示波器C.自动往返电动小汽车D.高效率音频功率放大器E.数据采集与传输系统F.调频收音机第六届（2003年）全国大学生电子设计竞赛A.电压控制LC振荡器B.宽带放大器C.低频数字式相位测量仪D.简易逻辑分析仪E.简易智能电动车F.液体点滴速度监控装置第七届（2005年）全国大学生电子设计竞赛A.正弦信号发生器B.集成运放测试仪C.简易频谱分析仪D.单工无线呼叫系统E.悬挂运动控制系统F.数控恒流源G.三相正弦波变频电源第八届（2007年）全国大学生电子设计竞赛A.音频信号分析仪B.无线识别C.数字示波器D.程控滤波器E.开关稳压电源F.电动车跷跷板G.积分式直流数字电压表H.信号发生器I.可控放大器J.电动车跷跷板第九届（2009年）全国大学生电子设计竞赛A.光伏并网发电模拟装置B.声音导引系统C.宽带直流放大器D.无线环境监测模拟装置E.电能收集充电器F.数字幅频均衡功率放大器G.低频功率放大器H.LED点阵书写显示屏I.模拟路灯控制系统。
2009光伏并网发电模拟装置_王雨曦等12
光伏并网发电模拟装置摘要：系统基于光伏发电原理，采用正弦波脉宽调制技术（SPWM），以单片机和大规模可编程阵列逻辑器件（FPGA）作为控制核心，实现了模拟的光伏并网发电功能。
系统采用增量电导法实现最大功率点跟踪（MPPT）功能，采用频率跟踪法和沿触发补偿跟踪法分别实现了系统的频率跟踪功能和相位跟踪功能。
系统对各路输入输出信号进行实时监测和反馈控制，实现了欠压和过流保护，且具有自动恢复功能。
系统对强弱电进行了隔离，这样既避免两部分电路的相互影响，保证了弱电部分器件的安全，又达到了控制的效果。
主回路DC-AC变换器效率达到80%以上，负载电路输出电压失真度很小，不大于1%。
系统人机界面友好，稳定性高，安全可靠，并具有可实时监测并显示变换器效率、频率等功能。
关键字：SPWM MPPT 频率跟踪相位跟踪一、方案论证1、方案比较与选择1）DC-AC主回路拓扑鉴于此DC-AC逆变器为电压输出，故我们采用电压型逆变电路。
方案一：半桥式。
半桥式电路中每只开关管只需承受逆变器输入电压幅值大小的电压应力，电路简单，但其需要正负对称供电才能输出无直流偏置的信号。
方案二：全桥式。
两个半桥合并成即为全桥，全桥式电路的输出功率比半桥式大，且效率较半桥式电路高、谐波少，其输出对称性好，供电简单。
综上比较，全桥式电路输出谐波少，则输出端滤波较为容易，在工作频率不是很高的情况下，效率可以达到很高，所以我们选择方案二。
2）SPWM控制波实现方案方案一:模拟调制法。
用硬件电路产生正弦波和三角波，其中正弦波作为调制信号，三角波作为载波，两路信号经模拟比较器比较后输出SPWM波形。
方案二：数字采样法。
把正弦波波表及三角波波表存入存储器里，通过DDS 生成相应波形，再通过数字比较器产生所需要的波形。
方案一电路简单，响应速度快，但参数漂移大，集成度低，波形易受外界噪声干扰，设计不灵活，且需要很复杂的硬件来控制逆变器功率器件的死区。
但方案二可靠性高，可重复编程，响应快，精度高，控制简单，故选用方案二。
大学生电子设计竞赛题目方向
大学生电子设计竞赛题目方向1）仪器仪表方向：音频信号分析仪：2007年A题数字取样示波器：2007年C题简易频谱分析仪：2005年C题简易逻辑分析仪：2003年D题低频相位测量仪：2003年C题数字存储示波器：2001年B题频率特性测量仪：1999年C题数字工频多用表：1999年B题简易数字频率计：1997年B题简易RLC测量仪：1995年D 题仪器仪表方向训练重点：内容：包含信号产生、采集、存储、分析、处理、显示、控制等信号处理环节中的大部分或全部。
类型：分为时域分析处理和频域分析处理两大类。
难点：强调速度、处理能力、显示性能等。
需要通过构建新技术硬件平台及运用信号处理算法来实现。
系统中的部分任务需要在训练阶段完成。
训练：DDS 任意信号产生、高速/宽带模拟电路、滤波器、高速ADC/DAC采样与回放、高速数据存储、算法、显示技术、强实时性并发多任务软件设计、FPGA/ CPLD 与单片机的接口、仪器仪表原理、各类电参数测量、等内容。
2）电路系统方向：宽带直流放大器：2009年C题简易程控滤波器：2007年D题正弦信号发生器：2005年A题宽带放大器：2003年B题压控L/C振荡器：2003年A题任意波形发生器：2001年A题简易测量放大器：1999年A题录音与回放系统：1999年E题实用信号源制作：1995年B题电路系统方向训练重点：内容：偏重概念和指标。
涉及到各类经典单元模块电路，及其基本概念、基本原理和新实现方法、性能指标测试方法等。
类型：分为功能型和指标型两大类。
难点：特别强调指标，通常经典设计、通用IC是难以完成的。
训练：放大器、滤波器、振荡器、DDS任意信号产生、基本模拟调理电路、电性能指标测试、开拓设计思路等。
3）功率电子方向：光伏发电模拟装置：2009年A题电能收集充电器：2009年E题开关型稳压电源：2007年E题数控恒流源：2005年F题三相正弦变频电源：2005年G题高效 D 类放大器：2001年D题直流稳定电源：1997年A题实用音频放大器：1995年A题功率电子方向训练重点：内容：大电流、大功率、三相电、斩波、DC-AC逆变、DC-DC开关电源、变频驱动、Class-D功放、光伏发电、并网、MPPT算法,等电力电子领域的新技术。
光伏并网发电模拟装置的设计
高 新 技 术
光伏并 网发电模拟装置 的设 计
陈 占林 刘 忆
（ 州 交通 大学 电子信 息与 工程 学 院 ， 肃 兰 州 ７ ０ ７ ） 兰 甘 ３０ ０
２ ＣＡＣ逆 变 方 案 ．Ｄ － ２
正弦脉宽调制（ ｗ￣ｔ变器 ， ｓ Ｐ ０ 即每半个周 期内有 多个脉 宽组成 ，并且脉冲宽度符合正 弦 波脉 冲宽度调 制规律 变化 ， 出为正 弦波 ， 则输 其 拓扑结构 主要有半桥式 和全桥式 。光伏发 电系 统并 网运行 时， 为避免对公共 电网的电力污染 ， 也要求 逆变电源输 出正弦波电流 ， 故该 系统 中 选择全桥式正弦脉宽调制逆变器 。 ３ ． 系统总体框图 光 伏并 网逆变器总体框图如 图 １ 所示。
ｆ
一
图 本 系统采用 的是一种两级式 的结构 ，前级 Ｄ — Ｃ变换 器作 为 ＭＰＴ控 制器 实现最 大功 ＣＤ Ｐ 率跟踪功能 ， 后级为全桥逆变 电路 ， 产生与 电网 电压 同频 同相 的电流 ，使整个装 置的并网功率 因数为 １二者通过直流母线 Ｄ ｌ ｋ 。 Ｃｉ 相连 ， ｎ 控制 上相互独立 。在全桥逆变器『与 电网间加人工 ２ ］ 频变压器隔离 ，这样整个系统就不会向 电网输
一
６一
中国新技术新产 品
一
参 考 文献
Ⅲ 赵争鸣 刘建政 孙晓瑛．太阳能光伏发电及 １ 其应 用ｆ ． ： Ｍ１ 北京 科学 出版社， ０ ５年 ７月 ２０ 闳 周 志敏 周 纪 海 纪 爱 华 ．逆 变 电源 实 用技 术 『 ． ： ＭＩ 北京 中国电力 出版社， ０ ５年 １ ２０ １月 『 ３ ］邢岩 肖曦 王莉娜． 电子技术基础ｌ ． 电力 Ｍ１ 北
第九届全国大学生电子设计竞赛题目
总分
30
基本
要求
实际制作完成情况
50
发挥
部分
完成第（1）项
7
完成第（2）项
2
完成第（3）项
7
完成第（4）项
6
完成第（5）项
12
完成第（6）项
5
完成第（7）项
6
其他
5
总分
50
无线环境监测模拟装置（D题）
【本科组】
一、任务
设计并制作一个无线环境监测模拟装置，实现对周边温度和光照信息的探测。该装置由1个监测终端和不多于255个探测节点组成（实际制作2个）。监测终端和探测节点均含一套无线收发电路，要求具有无线传输数据功能，收发共用一个天线。
（4）可移动声源在运动过程中任意时刻超过Ox线左侧的距离小于5cm。
（5）可移动声源到达Ox线后，必须有明显的光和声指示。
（6）功耗低，性价比高。
2．发挥部分
（1）将可移动声源转向180度（可手动调整发声器件方向），能够重复基本要求。
（2）平均速度大于10cm/s。
（3）定位误差小于1cm。
（4）可移动声源在运动过程中任意时刻超过Ox线左侧距离小于2cm。
二、要求
1．基本要求
（1）制作2个探测节点。探测节点有编号预置功能，编码预置范围为B～B。探测节点能够探测其环境温度和光照信息。温度测量范围为0℃～100℃，绝对误差小于2℃；光照信息仅要求测量光的有无。探测节点采用两节1.5V干电池串联，单电源供电。
（2）制作1个监测终端，用外接单电源供电。探测节点分布示意图如图1所示。监测终端可以分别与各探测节点直接通信，并能显示当前能够通信的探测节点编号及其探测到的环境温度和光照信息。
2009年全国大学生电子设计竞赛获奖名单(初评)(web)
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序号 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 奖项 一等奖 二等奖 二等奖 二等奖 二等奖 二等奖 二等奖 二等奖 二等奖 二等奖 二等奖 一等奖 二等奖 二等奖 二等奖 二等奖 二等奖 二等奖 二等奖 二等奖 二等奖 二等奖 二等奖 二等奖 一等奖 二等奖 二等奖 二等奖 二等奖 二等奖 二等奖 二等奖 一等奖 一等奖 二等奖 二等奖 题号 B B C C F D D I C F D H E I A B B C D E F B D E A C C E B F I G B I E H 赛区 广东 广东 广东 广东 广东 广东 广东 广东 广东 广东 广东 广东 广东 广东 广东 广东 广东 广东 广东 广东 广东 广东 广东 广东 广东 广东 广东 广东 广东 广东 广东 广东 广东 广东 广东 广东 组别 本科 本科 本科 本科 本科 本科 本科 高职 本科 本科 本科 高职 本科 高职 本科 本科 本科 本科 本科 本科 本科 本科 本科 本科 本科 本科 本科 本科 本科 本科 高职 高职 高职 高职 本科 高职 学生 黄昌伦 广东工业大学 黄安麒 广东工业大学 陈钦安 广东工业大学 陆文贤 广东工业大学 陈海斌 广东技术师范学院 谢育新 广东技术师范学院 曾利 广东轻工职业技术学院 冯建明 广东外语外贸大学 张继声 广东外语外贸大学 杨佳能 广州大学 许超达 广州铁路职业技术学院 李 彬 韩山师范学院 石树鑫 河源职业技术学院 许彬 华南理工大学 杜灿鸿 华南理工大学 张柏胜 华南理工大学 陈启沛 华南理工大学 黄树东 华南理工大学 翁新钎 华南理工大学 张晓 华南理工大学 刘金海 华南农业大学 刘荣章 华南农业大学 徐木海 华南农业大学 郑 暖 华南农业大学 黄毅新 华南师范大学 徐振宏 华南师范大学 张百睿 惠州学院 刘少军 汕头大学 周丹 深圳大学 陈东宣 深圳信息职业技术学院 王治章 深圳职业技术学院 刘建 深圳职业技术学院 孙南生 顺德职业技术学院 邓慧平 五邑大学 李泽彪 中山职业技术学院 黄华剑 参赛队学校 学生 陈启达 陈晓君 李博霖 温俊 李 望 张江南 林瑾 林端 吴健豪 邹宇 吴伟森 谢 瑾 林育江 黄亮宏 廖兴亮 崔立鹏 张润生 邓天坚 曾泽 罗 卢启超 黄毅跞 李毅强 潘斌斌 罗雄宇 麦康世 张宇 方加群 丘志田 禤建政 麦岳波 谢能浩 许俊涛 徐吉鑫 赖林鑫 卢 雄 甄锦锐 学生 黄炯佳 杨家鹏 何雄锵 钟灵辉 莫松文 杨晓鑫 关文枫 刘羽鸿 黄月珍 蔡媛超 陈晓庆 梁玉莲 冯剑鸿 张明湖 陆聪 黄兴有 刘志维 成世海 桂波 吴琼森 邹若冰 冯俭智 李雪梅 谭韵莹 蚁静缄 林秋其 吴瑞明 叶伟雄 何永贵 王宇 黄丽珠 黄建平 钟伯辉 方译萱 李锦文 李漂
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2
如图 5 MPPT 跟踪 如图所示：我们得 Ud=Us-Ul，为使 Ud=1/2Us，通过取样电阻网络，用 MSP430F169 内 部 12 位 AD 采样，控制单片机输出 SPWM 的占空比，改变输出电压，使 Ud 稳定在 1/2Us， 此方案简单，容易实现。 2、同频、同相的控制方法与参数计算 用 MSP430 单片机软件实现锁相环，用参考频率作为基准频率，用 430 单片机的外中断 和定时器测定相位，当反馈的电压信号相位滞后于参考信号的相位时，就增大 SPWM 的 频率；否则就减小 SPWM 的频率，使最后达到相位和频率同步。但是，我们在实际测试 中发现，真正要实现同频、同相，对电路的要求非常高，对 PCB 布局，对 PCB 布线都 是很有讲究的，由于程序靠查询 430 单片机外部中断，所以，当外部输入信号包含尖 峰脉冲或者是非标志波形时，很难实现方案。所以，我们在送单片机中断口时，加入 施密特触发器，和滤波电路，而且要尽量靠近此中断口，这样很有效的实现了，频率 和相位的追踪，无需任何相关电路，真正由一个 8M 单片机实现光伏并网。 3、提高效率的方法 （1）采用环形变压器。由于其内部结构用优质冷轧硅钢片无缝地卷制而成，线圈均匀 地绕在铁心上，线圈产生的磁力线方向与铁心磁路几乎完全重合，与叠片式相比激磁 能量和铁心损耗将减小 25％，漏磁最小，效率可达 95%左右，其效率优于传统变压器。 （2）采用 IR2110 驱动芯片。由于 IR2110 驱动芯片驱动 mosfet 管驱动波形的正向边缘 陡直，幅度大，能减小开关管趋于导通时的上升时间。使 H 桥中的 mosfet 管能够可靠 的交替导通，开关损耗降低，非常有利用提高整板效率。 4、滤波参数的计算 由于 H 桥以高频的 SPWM 波形工作，输出滤波器的作用是滤出高次谐波分量，使输出 波形接近于正弦波。滤波器的设计应使输出电压谐波少、阻频特性好、滤波功耗小， 但是实际 LC 滤波电路，计算相对复杂，最重要的是算出的电感值一般不易购买到，所 以我们参考经验公式，选用常见 LC 滤波电路，此处滤波电路如图 6 所示。
源失真度，Ki 为加上信号源测被测设备产生的失真度。见附件 1.4
7
测量 Ki Ci
失真度
4.2% 0.66% 4.3%
结果
附件 1.4 (5)输入欠压保护功能。动作电压 Ud(th)=(25±0.5)V。 经过测试，欠压保护电路动作电压 Ud=25.3V
(6)输出过流保护功能。动作电流 Io(th)=(1.5±0.2)A. 经过电路动作电流在 1.48A
RS
30Ω
30Ω
36Ω
36Ω
RL
30Ω
36Ω
30Ω
36Ω
Ud
30.3
30.25
30.12
30.15
相对偏差绝对值
≤1%
≤1%
≤1%
≤1%
(3)当 Rs=RL=30Ω 时，DC-AC 变换器的效率 η≥60%。
输入电压（V） 输入电流（A） 输入功率（W） 附件 1.2
30.14 0.96 28.9344
图 7 DC-AC 主回路 (2)精密整流电路图 8 所示。该电路实现把隔离变压器的交流反馈信号变换成直流信号， 方便数字部分即单片机处理，此外该电路还实现了阻抗变换，降低输入阻抗。
图 8 精密整流电路 2、保护电路 (1)欠压保护电路。电路如图 9 所示，该电路通过对电阻 R1,R2 上分压进行 AD 采样， 送 MSP430 单片机处理，判断 R2 上的电压值，当输入电压小于 25v，此时 R2 上电压 值小于 1.2V 时，单片机驱动继电器断开后极电路，起到欠压保护功能。
(7)过流、欠压故障排除后，装置能自动恢复正常状态. 电路在排除故障后，都能自恢复。
(8)重要程序。附录 8
#define uchar unsigned char #define uint unsigned int #include "io430.h" #include "in430.h" #include "LCD.h" #include "show.h"
图 9 欠压保护 (2)过流保护电路。如图 10 所示 ，该过流保护电路，主要解决方案是在输出回路中串 联一自绕的互感线圈，使输出电流变换反映到互感线圈的次级，在送测量放大电路处 理后，送单片机 AD，当输出电流超过 2.
4
图 10 过流保护 3、主程序流程（详细程序见附件 8）
开始
初始化
ADC 采样
6
附件：
序号 1、测试时所用仪器。
仪器
数量
1 三位半数字万用表
VC89D
1
2 LCR 数字电桥
CB-2812
1
3 直流稳压电源
YB1732A3A
1
4 函数信号发生器（100M）
SU3100
1
5
2数5G字S存a/s储等示效波采器样（率1）00
MHz
双通道
250MSa/s
实时采样率和
GDS-1102
1
6
失真度测试仪（测试精度高，操作方便，性能可靠 ■失真测量范 围可打 ％ 0.01 ■电平自动校准，测量时不受输入信号电平的影响，
1
不需 进行满意度校正。 ■频率自动跟踪）ZC4121A
附件 1.1
2. 最大功率点跟踪（MPPT）通过改变 Rs 和 Rl 在给定范围内（30Ω~36Ω）变换时，
使 Ud=1/2Us。使相对偏差的绝对值不大于 1%。
图 6 LC 滤波
3
三、电路与程序设计
1、DC-AC 主回路与器件 (1)DC-AC 逆变部分如图 7 所示。DC-AC 逆变是本设计的核心，MSP430 单片机输出的 SPWM 波形，由于其 IO 驱动能力不足，不能直接驱动由四个 mosfet 管 IRF540 组成的 H 桥，所以电路加入 IR2110 驱动芯片，该芯片驱动电路简单，成本低，最重要的就是 其输出驱动波形好，有利于提高电源效率，
是否欠压
最大功率跟踪
欠压保护
是否过流
过流保护
更新显示
四、测试方案与测试结果
1、测试时所用仪器。见附件 1.1
2、测试方案及测试条件
2.1 基本要求测试
(1)最大功率点跟踪（MPPT）见附件 1.2
(2)频率跟踪
当 fREF 在 45Hz~55Hz 范围内变化时，使 uF 的频率 fF=Fref,相对偏差绝对值不大于 1%。
方案二：采用 MSP430F169 单片机输出 SPWM 波形，再送 IR2110 驱动 H 桥。此方案 控制电路简单，靠软件产生 SPWM 波，成本低，有调试经验，此方案可取。
方案三:如图所示，用比较器组成的正弦脉宽调制电路，所得 SPWM 波形最接近正弦 波。但由于三角波与正弦波交点有任意性，脉冲中心在一个周期内不等距，从而脉宽 表达式是一个超越方程，计算繁琐，调试困难。
度测试仪，SU3100 DDS 函数信号发生器，其失真度
，其中 Ci 为信号源
失真度，Ki 为加上信号源测被测设备产生的失真度。见附件 1.4
(5)输入欠压保护功能。动作电压 Ud(th)=(25±0.5)V。见附件 1.5
(6)输出过流保护功能。动作电流 Io(th)=(1.5±0.2)A。见附件 1.6
的跟踪，在此过程中，学到了很多东西，就是在以后的电路设计中，一定要处理好电 源的退偶，就是在高频电路设计时，PCB 布局，PCB 走线，都是非常重要的。
5、总结：这次能有机会参加电子设计大赛，我们大二的三位同学都非常高兴，这两个 月的磨练和这四天的比赛，使我们学会了很多，也感受了许多，此次我们选择的是 A 题，模拟光伏并网发电装置，我们使用的是 MSP430 单片机，在四天的努力中，我们
2.2 发挥部分测试 (1)提高 DC-AC 变换器的效率，使 η≥80%（Rs=Rl=30Ω）。 (2)降低输出电压失真度，使 THD≤1%(Rs=Rl=30Ω) 。 (3)实现相位跟踪功能：当 fREF 在给定范围内变化以及加非阻性负载时，均能保证 uf 与 uref 同相，相位偏差的绝对值≤5°。 fREF（Hz） 45 50 55
实现了题目中的大部分要求，能够跟踪相位，频率和转换效率，欠压保护，我们非常
的高兴。感谢组委会跟我们的这次锻炼机会。我们会在以后的学习中更加努力。
参考文献
[1] 王志刚 龚兴华 谢嘉奎 编著《现代电子线路》 北京：清华大学出版社；北京交通 大学出版社，2003.2 [2] 高吉祥 主编，刘希顺 刘菊荣 高勐 编著《全国大学生电子设计竞赛培训系列教程》 北京：电子工业出版社 2007.5 [3] 周志敏 周纪海 纪爱华 编著《逆变电源实用技术》北京：中国电力出版社，2005
图 1 SPWM 产生电路 综合题目要求，为实现方案，选择单片机输出 SPWM 波，选择方案二。 2、频率、相位跟踪方案选择
方案一：如图所示，采用锁相环芯片 CD4046 的相位控制系统，能够自动跟踪输入 信号的频率和相位。但是有效的锁相要求芯片对输入波形、PCB 布局、滤波网络参数 要求较高。
图 2 锁相环电路
施密特整形
参考 精密整流
滤波电路
输
入 过零比较 整形滤波
显示部分
辅助电源
图 4 总体框图
二、理论分析与计算
1、MPPT 的控制方法与参数计算 MPPT 的控制方法很多，如恒定电压控制法、扰动观测法、导纳增量法，模糊控制法， 本题要求 Rs 和 RL 在给定范围内变化时，使 Ud=1/2Us。所以本题为恒定电压控制法。 实现方法如图 5 所示
同步方波信号输入 D S P 的外部中断口，捕捉电网电压的过零点，检测同步信号的上
升沿，可以实现方案。
经过我们小组讨论，最终方案如下图 4 所示
直
欠压保护