電梯作為現(xiàn)代建筑的必要便捷設(shè)備,產(chǎn)生的能耗約占我國(guó)建筑能耗總量的五分之一,具有巨大的節(jié)能空間。當(dāng)前大多數(shù)電梯采用的能耗制動(dòng)方案會(huì)造成極大的能量浪費(fèi),少部分節(jié)能電梯采用的逆變饋能方案則會(huì)對(duì)電網(wǎng)造成諧波污染問(wèn)題。以雙向DC-DC變換器結(jié)合超級(jí)電容的直流儲(chǔ)能方案在近年興起,它有效利用了當(dāng)前電梯系統(tǒng)交直交為主的供電結(jié)構(gòu),并結(jié)合超級(jí)電容的諸多優(yōu)點(diǎn),不僅實(shí)現(xiàn)了電梯制動(dòng)能量的回收利用,也避免了與電網(wǎng)的能量交換,不會(huì)對(duì)電網(wǎng)造成諧波污染,是一種極具發(fā)展?jié)摿Φ碾娞莨?jié)能技術(shù)。本文首先分析了超級(jí)電容的儲(chǔ)能應(yīng)用背景,結(jié)合大部分電梯系統(tǒng)的供電方案,以兼容性為依據(jù)建立了雙向DC-DC變換器的功能指標(biāo),并選擇雙向全橋變換器作為雙向DCDC變換器裝置的主電路拓?fù)�。針�?duì)實(shí)際電梯系統(tǒng)中存在的一些問(wèn)題,完成了拓?fù)涞膶?shí)用性改進(jìn)。其次,本文采用峰值電流模式雙閉環(huán)控制方案,對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行建模及控制器設(shè)計(jì)。其中,通過(guò)斜坡補(bǔ)償方案解決了其模型本身存在的次諧波振蕩問(wèn)題;采用狀態(tài)空間平均法建立了系統(tǒng)等效功率級(jí)模型;針對(duì)雙向DC-DC變換器具有強(qiáng)非線性及存在大信號(hào)擾動(dòng)等特點(diǎn),引入了具有強(qiáng)魯棒性的自抗擾控制(Active Disturbance Rejection Control,ADRC),結(jié)合系統(tǒng)自身特點(diǎn)對(duì)控制器結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)。在此基礎(chǔ)上,搭建Matlab/Simulink的時(shí)域和頻域仿真以驗(yàn)證控制方法的正確性。最后,為驗(yàn)證裝置整體設(shè)計(jì)方案的可行性,本文完成了系統(tǒng)的硬件電路和軟件程序設(shè)計(jì),搭建了雙向DC-DC變換器實(shí)驗(yàn)平臺(tái),設(shè)計(jì)了相應(yīng)的測(cè)試方案。實(shí)驗(yàn)測(cè)試結(jié)果表明該設(shè)計(jì)能夠?qū)崿F(xiàn)預(yù)期功能,滿足電梯系統(tǒng)工作條件要求,具備實(shí)用性與較高可靠性,同時(shí)為設(shè)備進(jìn)一步改進(jìn)提供了依據(jù)。
【學(xué)位單位】：華南理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TU857;TM46
【部分圖文】：

如文獻(xiàn)[63]對(duì) Boost 變化器采用基于擾動(dòng)觀測(cè)理論和變 PI 控制的復(fù)合控制方案閉環(huán)系統(tǒng)的動(dòng)、穩(wěn)態(tài)性能及抗擾性能；文獻(xiàn)[64]在深入分析自抗擾控制器結(jié)構(gòu)，提出了一套積分型線性自抗擾控制器（I-LADRC）的參數(shù)整定方法，并在火汽溫控制系統(tǒng)中進(jìn)行了應(yīng)用；文獻(xiàn)[65]則采用 LADRC 與前饋控制相結(jié)合的方其應(yīng)用到帶 RHP 零點(diǎn)的非最小相位系統(tǒng)中，取得了很好的控制效果。本文中的 LADRC 控制器采用基于二階 LESO 和比例控制器相結(jié)合的復(fù)合控制結(jié)構(gòu)，定控制器參數(shù)，以改善系統(tǒng)性能。.1 LESO 設(shè)計(jì)與降壓模式的設(shè)計(jì)過(guò)程類似，首先采用模型降階法，將被控對(duì)象降為一階系統(tǒng)2( ) 3750 0.36s( )( )3.53pY sG sU s s Gboost(s)與 Gp2(s)的頻域特性對(duì)比圖如圖 4-15 所示。

圖 4-21 wo變化時(shí)升壓模式的階躍響應(yīng)波形和抗擾過(guò)程波形（KP=3000、b0=3750）2）KP對(duì)系統(tǒng)性能的影響 KP變化時(shí)系統(tǒng)的階躍響應(yīng)波形和抗擾過(guò)程波形如圖 4-22 所示。其中，t=0 時(shí)響應(yīng)的起始時(shí)刻，t=0.005s 時(shí)刻為抗擾過(guò)程的起始時(shí)刻。圖 4-22 KP變化時(shí)升壓模式的階躍響應(yīng)波形和抗擾過(guò)程波形（wo=6000、b0=3750）

圖 4-23 b0變化時(shí)升壓模式的階躍響應(yīng)波形和抗擾過(guò)程波形（wo=6000、KP=3000）合上述分析可知，wo在改善系統(tǒng)的抗擾性能方面具有明顯貢獻(xiàn)，因?yàn)檫m當(dāng)增大 LESO 對(duì)擾動(dòng)的估計(jì)和補(bǔ)償效果。但是根據(jù)圖 4-20 可知，wo過(guò)大將使 GLADRC半平面極點(diǎn)，從而導(dǎo)致系統(tǒng)不穩(wěn)定。適當(dāng)增大 KP能提高系統(tǒng)的控制器帶寬，統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能和抗擾性能。但是 RHP 零點(diǎn)的存在，限制了系統(tǒng)控制器帶寬的而限制了 KP的大小，否則將因 KP過(guò)大導(dǎo)致系統(tǒng)出現(xiàn)振蕩現(xiàn)象（見(jiàn)圖 4-22）。文在不改變 KP的前提下，設(shè)計(jì)了如表 4-2 所示的四組 LADRC 控制器參數(shù)。通 4-2 中參數(shù)的選取過(guò)程來(lái)介紹升壓模式的控制器參數(shù)整定方法。表 4-2 四組 LADRC 控制器參數(shù)（KP=3000）參數(shù)第一組 LADRCwo=6000b0=3750 1=2wo， 2=wo2
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本文編號(hào)：2879401