m基于FPGA的MPPT最大功率跟踪算法verilog实现,包含testbench

简介: 该内容包括三部分:1) 展示了Vivado 2019.2和Matlab中关于某种算法的仿真结果图像,可能与太阳能光伏系统的最大功率点跟踪(MPPT)相关。2) 简述了MPPT中的爬山法原理,通过调整光伏电池工作点以找到最大功率输出。3) 提供了一个Verilog程序模块`MPPT_test_tops`,用于测试MPPT算法,其中包含`UI_test`和`MPPT_module_U`两个子模块,处理光伏电流和电压信号。

1.算法仿真效果
其中Vivado2019.2仿真结果如下:

image.png

使用matlab进行显示如下:

image.png

2.算法涉及理论知识概要
在太阳能光伏系统中,最大功率点跟踪(Maximum Power Point Tracking, MPPT)是提高能量转换效率的关键技术之一。爬山法(Hill Climbing Algorithm, HCA)作为最直观和基础的MPPT算法之一,因其简单易实现而被广泛研究。

   爬山法的基本思想是:从任意工作点出发,通过逐步调整光伏电池的工作点,使输出功率逐渐增大,直到无法继续增加为止,此时即认为达到了最大功率点。算法核心在于如何确定每次调整的方向和幅度。

   假设光伏电池的输出功率P与其工作电压V之间存在关系P=f(V),在大多数情况下,此函数在低电压和高电压区域单调递减,在中间某区间内有一个最大值点,即最大功率点Vmpp​。

image.png

3.Verilog核心程序
````timescale 1ns / 1ps
//
// Company:
// Engineer:
//
// Create Date: 04:44:35 06/05/2019
// Design Name:
// Module Name: MPPT_test_tops
// Project Name:
// Target Devices:
// Tool versions:
// Description:
//
// Dependencies:
//
// Revision:
// Revision 0.01 - File Created
// Additional Comments:
//
//
module MPPT_test_tops(
i_clk,
i_rst,
o_PV_current,
o_PV_voltage,
o_PV_power,
o_PV_max,
o_PV_current2,
o_PV_voltage2,
o_state
);

input i_clk;
input i_rst;
output signed[15:0]o_PV_current;
output signed[15:0]o_PV_voltage;
output signed[31:0]o_PV_power;
output signed[31:0]o_PV_max;
output signed[15:0]o_PV_current2;
output signed[15:0]o_PV_voltage2;
output [1:0]o_state;

//为了单独测试MPPT,这里直接模拟来自PV的U和I
UI_test UI_PV(
.i_clk (i_clk),
.i_rst (i_rst),
.o_current(o_PV_current),
.o_voltage(o_PV_voltage)
);

//MPPT
MPPT_module MPPT_module_U(
.i_clk (i_clk),
.i_rst (i_rst),
.i_PV_current(o_PV_current),
.i_PV_voltage(o_PV_voltage),
.o_PV_power (o_PV_power),
.o_PV_max (o_PV_max),
.o_PV_current(o_PV_current2),
.o_PV_voltage(o_PV_voltage2),
.o_state (o_state)
);

endmodule
```

相关文章
|
1月前
|
算法
基于MPPT最大功率跟踪算法的涡轮机控制系统simulink建模与仿真
**摘要:** 本课题构建了基于Simulink的涡轮机MPPT控制系统模型,采用爬山法追踪最大功率点,仿真展示MPPT控制效果、功率及转速变化。使用MATLAB2022a进行仿真,结果显示高效跟踪性能。MPPT算法确保系统在不同条件下的最优功率输出,通过调整涡轮参数如转速,匹配功率-转速曲线的峰值。该方法借鉴自光伏系统,适应涡轮机的变速操作。
|
9天前
|
算法 芯片
基于MPPT最大功率跟踪算法的光伏并网发电系统simulink仿真
本项目采用Simulink仿真构建基于MPPT的最大功率跟踪光伏并网发电系统,自行建立PV模型而非使用内置模块。系统包含MPPT控制器、PI控制器、锁相环及逆变器等,实现光伏阵列在各种条件下高效运行于最大功率点。仿真结果显示光伏并网输出的电流(Ipv)、电压(Upv)及功率(Ppv)波形。通过闭环控制,系统持续调整以维持最佳功率输出,有效提升光伏系统的整体效能和环境适应性。
|
1月前
|
算法 数据安全/隐私保护 异构计算
基于FPGA的MSK调制解调系统verilog开发,包含testbench,同步模块,高斯信道模拟模块,误码率统计模块
升级版FPGA MSK调制解调系统集成AWGN信道模型,支持在Vivado 2019.2中设置不同SNR仿真误码率。示例SNR值从0到15,结果展示解调质量随SNR提升。MATLAB仿真验证了MSK性能,图片显示了仿真结果。 ### 理论概要 研究聚焦于软件无线电中的MSK调制解调,利用Verilog实现。MSK是一种相位连续、恒包络的二进制调制技术,优点包括频谱效率高。系统采用无核设计,关键模块包括调制器、解调器和误码检测。复位、输入数据、中频信号等关键信号通过Verilog描述,并通过Chipscope在线观察。
33 6
基于FPGA的MSK调制解调系统verilog开发,包含testbench,同步模块,高斯信道模拟模块,误码率统计模块
|
1月前
|
传感器 算法
基于MPPT最大功率跟踪算法的风力机控制电路simulink建模与仿真
**摘要:** 本课题利用MATLAB2022a的Simulink进行风力机MPPT控制电路仿真,关注风力机转速、功率参数及CP效率。MPPT确保风力机在不同风速下优化运行,捕捉最大功率。风力机将风能转化为电能,功率与风速、叶片及发电机特性相关。MPPT算法动态调整参数以保持在最大功率点,常见算法如扰动观察法。仿真包含风速、转速、功率测量及控制算法模块,设计时需综合考虑传感器精度、抗干扰及控制器性能,适应不同风力机和发电机需求。
|
1月前
|
C语言 芯片 异构计算
FPGA新起点V1开发板(六-语法篇)——verilog简介+基础语法
FPGA新起点V1开发板(六-语法篇)——verilog简介+基础语法
|
1月前
|
算法 异构计算
FPGA强化(10):基于Sobel算法的边缘检测(二)
FPGA强化(10):基于Sobel算法的边缘检测(二)
27 0
|
1月前
|
算法 异构计算
FPGA强化(10):基于Sobel算法的边缘检测(一)
FPGA强化(10):基于Sobel算法的边缘检测
17 0
|
1月前
|
算法 异构计算
FPGA入门(2):Verilog HDL基础语法
FPGA入门(2):Verilog HDL基础语法
15 0
|
3月前
|
机器学习/深度学习 算法 异构计算
m基于FPGA的多通道FIR滤波器verilog实现,包含testbench测试文件
本文介绍了使用VIVADO 2019.2仿真的多通道FIR滤波器设计。展示了系统RTL结构图,并简述了FIR滤波器的基本理论,包括单通道和多通道的概念、常见结构及设计方法,如窗函数法、频率采样法、优化算法和机器学习方法。此外,还提供了Verilog核心程序代码,用于实现4通道滤波器模块,包含时钟、复位信号及输入输出接口的定义。
110 7
|
3月前
|
算法 异构计算
m基于FPGA的电子钟verilog实现,可设置闹钟,包含testbench测试文件
该文介绍了基于FPGA的电子钟设计,利用Vivado2019.2平台进行开发并展示测试结果。电子钟设计采用Verilog硬件描述语言,核心包括振荡器、分频器和计数器。时间显示为2个十进制格式,闹钟功能通过存储器和比较器实现,当当前时间等于设定时间时触发。文中给出了Verilog核心程序示例,展示了时钟信号、设置信号及输出的交互。
139 2