雙向DC/DC變換器具有重量輕、效率高和能量密度大等優(yōu)點,在通信、新能源、軍工和軌道交通等領域應用廣泛。超級電容器作為儲能元件在電力機車中應用越來越廣泛,而雙向DC/DC變換器能夠?qū)崿F(xiàn)超級電容器的充放電。傳感器是雙向DC/DC變換器控制系統(tǒng)的重要元件,當其發(fā)生故障時會對系統(tǒng)正常運行產(chǎn)生嚴重影響。對于變換器的主電路,開關器件故障也將影響系統(tǒng)的安全運行。鑒于此,本文提出一種基于狀態(tài)觀測器傳感器和開關器件的故障診斷與容錯控制方案,實現(xiàn)對傳感器的故障診斷與容錯控制,并同時實現(xiàn)對變換器開關器件的故障診斷。本文首先建立雙向DC/DC變換器的數(shù)學模型并設計雙閉環(huán)控制系統(tǒng),根據(jù)數(shù)學模型進一步設計雙向DC/DC變換器在Buck和Boost運行模式下的狀態(tài)觀測器,通過觀測器對電感電流和輸出電壓進行準確觀測,能夠使觀測誤差保持在允許范圍內(nèi),并且保證觀測值能夠快速跟蹤傳感器的實際采集值,將狀態(tài)觀測器的觀測值引入控制系統(tǒng)中進行無傳感器雙閉環(huán)控制實驗,結果證明了狀態(tài)觀測器的有效性。針對雙向DC/DC變換器的傳感器故障診斷和開關器件故障診斷,本文通過狀態(tài)觀測器得到電感電流和輸出電壓的觀測值,將觀測值與傳感器采集值作... 

【文章來源】：大連理工大學遼寧省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：61 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 課題研究的背景與意義
    1.2 電力電子變換器故障診斷與容錯控制研究現(xiàn)狀
        1.2.1 基于模型的診斷方法
        1.2.2 基于數(shù)據(jù)驅(qū)動的診斷方法
        1.2.3 雙向DC/DC變換器故障診斷研究現(xiàn)狀
    1.3 本文研究內(nèi)容
2 雙向DC/DC變換器雙閉環(huán)控制系統(tǒng)與狀態(tài)觀測器設計
    2.1 雙向DC/DC變換器建模和雙閉環(huán)控制系統(tǒng)設計
    2.2 狀態(tài)觀測器設計
        2.2.1 Boost模式下狀態(tài)觀測器設計
        2.2.2 Buck模式下狀態(tài)觀測器設計
    2.3 仿真驗證
    2.4 本章小結
3 雙向DC/DC變換器的故障診斷與容錯控制算法設計
    3.1 傳感器故障診斷與容錯控制研究
        3.1.1 Boost模式下傳感器的故障診斷與容錯控制研究
        3.1.2 Buck模式下傳感器的故障診斷與容錯控制研究
    3.2 開關器件故障診斷研究
        3.2.1 Boost模式下開關器件故障診斷研究
        3.2.2 Buck模式下開關器件故障診斷研究
    3.3 本章小結
4 實驗平臺設計與實驗研究
    4.1 實驗平臺整體設計
    4.2 主電路設計
    4.3 控制電路與信號檢測電路設計
        4.3.1 控制電路設計
        4.3.2 電壓電流檢測電路設計
    4.4 實驗結果
        4.4.1 狀態(tài)觀測器有效性實驗
        4.4.2 傳感器故障診斷與容錯控制實驗
    4.5 本章小結
結論
參考文獻
攻讀碩士學位期間發(fā)表學術論文情況
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
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碩士論文
[1]地鐵永磁同步電機驅(qū)動系統(tǒng)傳感器故障診斷[D]. 李永新.西南交通大學 2016
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本文編號：3204294