研究生: |
王鈺翔 Wang, Yu-Shiung |
---|---|
論文名稱: |
應用太陽能系統作為無人飛行載具之電力來源 Electronic Source Implementation of UAV by Using Solar Power Energy System |
指導教授: |
楊憲東
Yang, Cyan-Dwong |
學位類別: |
碩士 Master |
系所名稱: |
工學院 - 航空太空工程學系 Department of Aeronautics & Astronautics |
論文出版年: | 2003 |
畢業學年度: | 91 |
語文別: | 中文 |
論文頁數: | 101 |
中文關鍵詞: | 直流電源轉換器 、蓄電池 、電流模式控制 、無人飛行載具 、太陽能電池 |
外文關鍵詞: | solar cells, DC power converter, secondary cell, current mode control, UAV |
相關次數: | 點閱:111 下載:8 |
分享至: |
查詢本校圖書館目錄 查詢臺灣博碩士論文知識加值系統 勘誤回報 |
本論文為應用太陽能電池作為無人飛行載具之電力來源。其主要的原理是利用電源轉換器,將太陽能板輸出之非線性電壓電流源轉換成定電壓輸出,驅動無人飛行載具上之負載,也就是使無人飛行載具上的PFGA、DSP處理器、GPS接收器與位準轉換器透過轉換器的作用,將太陽能板所提供的非線性電壓電流,轉換成各單晶片維持正常工作所需的電壓值。
經由多次實驗後,發現轉換器在正常的條件下皆能驅動各個單晶片正常運作,但是仍有些問題有待改進。換言之,雖然已能提供定電壓輸出,但是由於太陽能板的輸出電壓電流受電池材料、太陽日照條件與環境溫度的影響,因此吾人必須將所設計的太陽能系統作適度的改進,以蓄電池當作主電源,太陽能電池當作輔助電源,如此才可正常運作。本論文將在最後討論有些未如預期實驗結果的原因,並探求未來可以改進的方向。
Electronic Source Implementation of UAV by Using Solar Power Energy System is the major study of the paper. The main principles are as fallows. The solar cells are the sources of any kinds of payloads. Because the solar cells are nonlinear source, we must convert energy by using power converter. Such that, the payloads on the UAV can be driven by solar power energy system. In other words, FPGA, DSP and GPS receiver on UAV can be driven by using solar power energy system.
After many times of experiments, we find that the power converter of solar cells can output constant voltage at normal operation. There are still some problems to be solved. The output voltage of the solar cells varies continuously due to materials of solar cells, the intensity of the sunshine and the temperature of the environment, so we must think up a method to improve it and make a suitable correction on solar power energy system. Like this, we can let the solar energy system on UAV work more well. Lastly, the thesis will discuss something unexpected during experiments, and research for the possible improvement in the future.
[1] 蘇宗志, “遙控直昇機飛行控制測試系統之建立”, 國立成功大學航空太空工程研究所碩士論文, 1996.
[2] 洪啟超, “遙控直昇機增穩系統設計與製作”, 國立成功大學航空太空工程研究所碩士論文, 1996.
[3] 于武強, “無人飛行載具導控迴路之硬體設計”, 國立成功大學航空太空工程研究所碩士論文, 1999.
[4] 郭承忠, “無人飛行載具導控系統之設計與測試”, 國立成功大學航空太空工程研究所碩士論文, 2000.
[5] 林哲生, “利用FPGA晶片實現無人飛行載具姿態控制系統”, 國立成功大學航空太空工程研究所碩士論文, 2001.
[6] 傅景隆, “應用單晶片GPS接收器實現飛行載具之導航系統”,國立成功大學航空太空工程研究所碩士論文, 2002.
[7] 吳朝棟, “應用DSP及FPGA實現無人飛行載具之自動駕駛系統”, 國立成功大學航空太空工程研究所碩士論文, 2002.
[8] 趙冠惠, “應用地球靜電場量測決定無人飛行載具姿態角”, 國立成功大學航空太空工程研究所碩士論文, 2002.
[9] Richard Wickman, “Flying the Solar Skies”, 2001.
[10] NASA網頁, http://www.nasa.gov/
[11] 鄭培璿 編著, 電力電子分析與模擬,全華出版社, 2002.
[12] 林國榮, “交換式直流電源供應器”,無線電界月刊, 1986.
[13] 粱適安, “直流電源供應器的原理與設計(六)”,無線電界月刊
[14] 王順忠 譯, 電力電子學,東華書局, 2001.
[15] 鄭振東 編譯, 電力電子學入門,全華出版社, 2001.
[16] 粱適安, 交換式電源供給器之理論與實務設計,全華出版社, 2001.
[17] 唐佩忠, “VHDL與數位邏輯設計”,高立圖書有限公司,2000.
[18] 鍾明政,吳金勇,“XILINX FPGA數位邏輯設計”,匯高出版社,2000.
[19] 莊嘉琛編譯,太陽能工程-太陽電池篇,全華出版社, 1997年8月
[20] 陳家宏,“太陽能電池最大功率點追蹤之設計與製作”,私立淡江大學電機工程學系控制系統組碩士論文, 2001.
[21] 翁芳裕, “太陽光能發電應用”,電力電子技術雙月刊, 1999.
[22] J.F. Chen, L.Y. Chiang, C.L. Chu, ”Study and Implementation of the Single-Phase Three Wire Photovoltaic Energy Conversion System”, Proceedings of International Conference on Power Electronics and Drive Systems, Vol. 1, July 1999, pp.692-695.
[23] 張誌彰,“家用型太陽能供電系統”,國立台灣大學電機工程研究所碩士論文, 2000
[24] 後川,濱川,高橋:太陽光電池,森北出版(1980)70~72
[25] 李政勳,“小型太陽光電能能量轉換系統之研製”,國立中山大學電機工程學系研究所碩士論文, 2002.
[26] K.H. Hussein, I. Muta, T. Hoshino and M. Osakada, “Maximum Photovoltaic Power Tracking: An algorithm for Rapidly changing atmospheric conditions”, IEEE proc.-G, Vol. 142, No.1, Jan 1995, pp.59-64.
[27] M.Sc. Michael Anderson, B. Alvsten, “200W Low Cost Module Integrated Utility Interface for Modular Photovoltaic Energy System”, IECON, 1995, pp.572-577.
[28] T.F. Wu, Z.R. Liu, Y.K. Chen, C.H. Yang, “Analysis and Design of Photovoltaic with Utility Grid Connection Power Supply System”, The Symposium on Electrical Power Engineering. pp.1049-1053
[29] 郭禮青,“太陽光電能”,電機技師55期
[30] 糜自強,“數位化光伏能量轉換系統之研製”,國立成功大學電機工程學系碩士論文, 2000.
[31] M. H. Rashid, Power Electronics, Prentice-Hall Book Co., 1993.
[32] 梁適安 譯,高頻交換式電源供應器,全華出版社,1998.
[33] Y. Xi, P. Jain, Y. Liu, and R. Orr, “A zero voltage switching and self -reset forward converter topology,” IEEE APEC, Vol.2, pp.827-833, 1999.
[34] H. Chunh, S. Y. R. Hui, and W. H. Wang, “An isolated ZVS/ZCS flyback converter using the leakage inductance of the coupled inductor,” IEEE Trans. on Industrial Electronics, Vol.45, No.4, pp.679-682, 1998.
[35] R. Watson, F. C. Lee, and G. C. Hua, “Utilization of an active-clamp circuit to achieve soft switching in flyback converters,” IEEE Trans. on Power Electronics,Vol.11, No.1, pp.162-169, 1996.
[36] E. S. Kim, K. Y. Joe, and Y. B. Byun, “An improved soft switching forward DC/DC converter using energy recovery snubber,” IEEE INTELEC, pp.46-49, 1997.
[37] F. J. Nome and I. Barbi, “A ZVS clamping mode current-fed push-pull DC-DC converter,” IEEE ISIE, Vol.2, pp.617-621, 1998.
[38] K. Yoshida, T. Maeoka, T. Ishii, H. Handa, and T. Ninomiya, “A novel zero-voltage-switched half-bridge converter with active current clamped transformer,” IEEE PESC, Vol.1, pp.632-637, 1996.
[39] G. Moschopoulos, and P. Jain, “ZVS PWM full-bridge converter with dual auxiliary circuits,” IEEE INTELEC, pp.574-581, 2000.
[40] A. L. Pressman, “ Switching Power Supply design”, Mcgraw-Hill, 1992.
[41] 梁從主,“緩震電路之研究與應用”, pp.87-93,電子月刊電三卷第二期
[42] 許崙仁、鄒應嶼, “主動式截流緩震電路之設計”, pp.79-88,電力電子技術第22期83年6月
[43] 梁適安,”功率型MOSFET應用於交換式電源供應器之設計”,無線電界1984年5月
[44] 江炫璋 譯,電力電子學,全華出版社,2001
[45] 范順程, “電源管理晶片之設計與實現”,國立雲林科技大學電機工程研究所,2002.
[46] TEXAS INSTRUCTION、SHARP、INTERNATION,“UC3843、IRF3710 Data Sheet”,1998.
[47] P .R. K. Chetty, Switch-mode Power Supply Design, TAB BOOKS, Inc., 1986.
[48] 張碩 編著,自動控制系統,鼎茂圖書出版有限公司,2001.
[49] 林國榮 編著,電磁干擾及控制,全華出版社,1993年9月.
[50] 陳蓮春 譯,交換式電源技術手冊,建興出版社,1997年5月.
[51] 陳竹元, “高性能充電器介紹”,電腦與通訊第32期民國83年9月
[52] 何維邦, “電瓶充電器設計”,無線電界月刊民國71年1月
[53] 鄢榮祖, “電池充電器之製作”,無線電界月刊民國69年11月
[54] 王志浩, “自動停止充電器之製作”,無線電界月刊民國69年2月
[55] 黃華馨, “太陽電池是充電器”,無線電界月刊民國69年10月