摘要：随着现代工业的高速发展，风力发电系统相关产品的生产工艺也在不断提高，风能发电也随着工业的发展而不断发展，使风电的发展达到了一个新的高度。目前有一些问题仍然没有彻底解决，如风力机在运行过程中存在一些安全问题和稳定性问题，需要不断探索和改进，以提高发电的效率、安全性和稳定性。本文主要进行了5KW风力发电控制器设计，包括风能发电控制系统的硬件系统和软件系统，研究了最大功率点电压策略得到了一些有意义的研究结果，本文的主要工作包括：

（1）对风力发电控制器进行了方案设计。首先对风力发电机整体结构进行分析，然后在理想状态下采用基于最大功率点电压的模糊MPPT算法给出控制器的设计，实现最大功率点跟踪。

（2）设计风力发电控制器的硬件。控制器部分包括：最小系统电路，风速检测电路，温度检测电路，转速检测电路，电源电路，显示电路，无线通信电路，MPPT驱动电路以及时钟电路；

（3）设计风力发电控制器的软件。控制器部分程序包括：控制板主程序，时钟驱动子程序，DS18B20驱动子程序，MPPT驱动子程序，LM320160C驱动子程序，按键驱动子程序以及NRF24L01驱动子程序；

（4）为风力发电控制器实验验证。用MATLAB仿真系统，仿真数据表现了该控制方法能达到预期的控制要求。

总之，本文研究了5KW风能发电系统最大功率控制策略，并设计了风能发电控制器的硬件和软件。其研究结果对于小型风能发电系统具有一定的理论意义和应用价值。

关键词：风力发电；控制器；硬件设计；软件设计

目录

摘要

ABSTRACT

第一章  绪论-1

1.1  课题研究的背景及目的和意义-1

1.2  风力发电的发展与现状-1

1.3  本文研究内容-1

第二章  5KW风力发电控制器结构和功能设计-2

2.1  风力发电机整体结构-2

2.2  风力发电的控制策略-3

2.2.1  风力发电功率控制原理-3

2.2.2  风力发电MPPT的实现-4

2.3  5KW风力发电控制器设计-4

第三章  5KW风力发电控制器硬件设计-6

3.1  最小系统电路设计-6

3.2  电源电路设计-7

3.3  时钟电路-8

3.4  检测电路设计-9

3.4.1  温度检测电路设计-9

3.4.2  转速检测电路设计-9

3.4.3  风速检测电路设计-10

3.5  通信电路-11

3.6  显示操作模块设计-11

3.7  MPPT驱动电路设计-12

第四章  5KW风力发电控制器软件设计-14

4.1  控制板程序设计-14

4.2  时钟芯片驱动子程序-15

4.3  DS18B20驱动子程序-15

4.4  MPPT 驱动子程序设计-16

4.5  LM320160C驱动子程序设计-17

4.6 按键驱动子程序设计-18

4.7  NRF24L01驱动子程序设计-19

第五章  系统测试-21

5.1  系统实验方案及主要结论-21

5.1.1  软件测试-21

5.1 风力发电系统仿真-21

结束语-24

致    谢-25

参考文献-26