無線充電技術(shù)是現(xiàn)在最具有市場價值的研究方向之一,在汽車、醫(yī)療、電子設備等領域有著非常廣闊的前景。因此,無線充電技術(shù)的控制方法研究具有很高的實踐意義。本文以磁共振無線電能傳輸系統(tǒng)為研究對象,建立了兩線圈磁共振無線電能傳輸系統(tǒng)模型,從電路耦合理論的角度進行了系統(tǒng)傳輸效率分析,然后通過設計相應的積分滑模變結(jié)構(gòu)控制方法,實現(xiàn)快速穩(wěn)定地頻率跟蹤控制,具體工作如下:1、介紹了磁共振無線電能傳輸系統(tǒng)基本組成和拓撲結(jié)構(gòu),建立簡化的磁共振無線電能傳輸系統(tǒng)電路模型,利用電路互感理論和戴維南定理推導出系統(tǒng)頻率、傳輸效率和功率方程。2、分析了磁共振無線電能傳輸系統(tǒng)存在的頻率分裂現(xiàn)象,對系統(tǒng)功率進行優(yōu)化,利用阻抗匹配技術(shù)實現(xiàn)系統(tǒng)的期望頻率跟蹤,為后文實現(xiàn)高速、高效控制提供理論基礎。3、對于磁共振無線電能傳輸系統(tǒng)的傳統(tǒng)控制方法存在較大抖振的問題,提出了一種基于積分的滑模變結(jié)構(gòu)控制算法。該方法通過對誤差的積分,擬制了高頻開關(guān)的不完善實現(xiàn)造成控制響應處的系統(tǒng)抖振,消除了參數(shù)不確定性帶來的問題,提高了控制器的性能和控制系統(tǒng)整體性能。最后通過仿真驗證了本文控制方法的有效性,消除系統(tǒng)抖振效果顯著,提高了系統(tǒng)整體性能。4、針... 

【文章來源】：青島大學山東省

【文章頁數(shù)】：62 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

無線充電汽車原理

青島大學碩士學位論文4圖1.2無線充電耳機圖1.3無線充電手機圖1.4無線充電汽車在國內(nèi)，已經(jīng)有許多高校開始了無線充電技術(shù)的研究，例如東南大學、重慶大學、天津工業(yè)大學、哈爾濱工業(yè)大學等。許多高校針對不同類別的無線電能傳輸技術(shù)展開研究，如東南大學團隊對磁耦合諧振式無線電能傳輸技術(shù)進行了重點研究，分析了其工作原理和研究現(xiàn)狀，在串并式系統(tǒng)中有著深入研究[8]。天津工業(yè)大學團隊采用了互感耦合理論對磁耦合諧振式系統(tǒng)進行了阻抗分析，設計了自適應阻抗匹配電路[9]。哈爾濱工業(yè)大學團隊將無線充電關(guān)鍵技術(shù)引用到了汽車領域，完善無線充電汽車技術(shù)，并展望未來電動汽車的發(fā)展[10]。重慶大學團隊結(jié)合互感耦合模型,分析了磁共振電能傳輸技術(shù)的四種拓撲結(jié)構(gòu)。運用了電路理論分析了WPT系統(tǒng)傳輸效率與系統(tǒng)線圈的關(guān)系并且提出了一種頻率跟蹤系統(tǒng)來提高系統(tǒng)的傳輸效率[11]。除了國內(nèi)各大高校之外，也有許多企業(yè)開始了無線電能傳輸技術(shù)的研究，他們專注于無線充電的技術(shù)的應用方向并將其應用于移動電子設備中。2014年，中興通訊成功研制出了固定式無線充電系統(tǒng)；充電功率水平為系統(tǒng)效率為30千瓦，并將非接觸式電磁感應系統(tǒng)率先應用于公交等公共交通工具，如圖1.5所示，無線汽車充電得以實現(xiàn)。

青島大學碩士學位論文5圖1.5中興無線充電巴士1.3本文主要安排及工作本文研究的重點是針對磁共振無線電能傳輸系統(tǒng)采用一種新的積分滑模變結(jié)構(gòu)控制和RBF神經(jīng)網(wǎng)絡相結(jié)合的控制方法，鑒于系統(tǒng)對頻率高精度跟蹤控制的要求，設計了加入RBF神經(jīng)網(wǎng)絡的積分滑�？刂破�。本文共分為六個章節(jié)，具體章節(jié)安排和研究內(nèi)容如下:第一章緒論，論述了無線充電技術(shù)的背景和該課題的研究意義，闡述了無線充電技術(shù)在應用最多的消費電子設備領域和新能源汽車領域的發(fā)展現(xiàn)狀，對該技術(shù)的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀進行綜述，給出本文各章安排及所做的的主要工作。第二章詳細對比了各類無線電能傳輸系統(tǒng)的特點及應用環(huán)境，著重講述了磁共振式無線電能傳輸系統(tǒng)的電路組成和工作原理，分析現(xiàn)階段無線電能傳輸系統(tǒng)存在的多種拓撲結(jié)構(gòu)的優(yōu)劣，選擇合適的拓撲結(jié)構(gòu)進行建模。第三章以磁共振無線電能傳輸系統(tǒng)為基礎，建立串聯(lián)式兩線圈電路系統(tǒng)模型，討論頻率分裂現(xiàn)象對系統(tǒng)影響，并從耦合系數(shù)、負載功率和阻抗匹配三個方面對系統(tǒng)進一步優(yōu)化。為后文控制器設計奠定基矗第四章為了克服滑�？刂茙淼膯栴}，如存在的抖振現(xiàn)象和抗干擾性差。本章提出了一種新的積分滑模變結(jié)構(gòu)控制方法，動態(tài)積分滑�？刂品椒ㄓ兄己玫母櫺阅�，具有較好的上升時間、較小的穩(wěn)定時間和無超調(diào)量特性。因此我們將其應用于WPT系統(tǒng)，以解決滑模控制存在的抖振問題。最后將本章方法通過仿真與傳統(tǒng)控制方法對比，仿真結(jié)果表明在參數(shù)不確定的情況下，該方法克服了抖振現(xiàn)象，跟蹤誤差幾乎收斂到零，具有很好抗參數(shù)變化的魯棒性。

【參考文獻】：
期刊論文
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博士論文
[1]基于ICPT的無線電能傳輸網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 楊芳勛.重慶大學 2012

碩士論文
[1]基于滑模變結(jié)構(gòu)的Dobot機械臂軌跡跟蹤控制研究[D]. 趙智勇.青島大學 2019
[2]基于積分滑模的永磁直線同步電動機直接推力控制[D]. 原浩.沈陽工業(yè)大學 2019
[3]磁共振無線電能傳輸系統(tǒng)的設計與研究[D]. 邵立偉.南京理工大學 2017
[4]電動汽車無線充電系統(tǒng)與控制方法研究[D]. 伍莎莎.湖南大學 2016
[5]共振式無線電能傳輸系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 陳文仙.南京航空航天大學 2015
[6]基于RBF神經(jīng)網(wǎng)絡序貫學習算法的單神經(jīng)元PID控制[D]. 李草蒼.西南交通大學 2014
[7]用于家用電器的較大功率無線電能傳輸技術(shù)研究[D]. 吳家宏.哈爾濱工業(yè)大學 2013
[8]幾類系統(tǒng)的積分滑�？刂茊栴}的研究[D]. 高超.中國海洋大學 2013
[9]基于RBF神經(jīng)網(wǎng)絡的PID整定[D]. 李廣軍.西南交通大學 2005



本文編號：3230643