本文關(guān)鍵詞：低地板車中雙向DC-DC變換器的研究

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【摘要】：為了讓有軌電車在城市中運(yùn)行能夠順利通過無接觸網(wǎng)地區(qū),如城市繁華商業(yè)區(qū)和交通樞紐區(qū),可以為有軌電車增加車載儲(chǔ)能裝置供電。本課題的研究對(duì)象是100%低地板車內(nèi)混合動(dòng)力儲(chǔ)能系統(tǒng)中的雙向DC-DC變換器,變換器作為儲(chǔ)能系統(tǒng)中的能量流動(dòng)控制單元,能夠?qū)崿F(xiàn)電能的雙向流動(dòng)。本文研究的低地板車中的變換器是一種新型的兩相交錯(cuò)并聯(lián)雙向DC-DC變換器。論文根據(jù)變換器的不同工作模式與控制目標(biāo),設(shè)計(jì)變換器的控制單元,并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。首先,論文分析了雙向DC-DC變換器在低地板車不同運(yùn)行狀態(tài)下的工作模式,闡述變換器在相應(yīng)工作模式下的工作原理并基于開關(guān)原件平均模型法建立交流小信號(hào)模型。根據(jù)低地板車在相應(yīng)運(yùn)行模式下的控制目標(biāo),設(shè)計(jì)相應(yīng)的控制器,并通過Matlab/Simulink仿真對(duì)變換器控制策略與控制器設(shè)計(jì)參數(shù)進(jìn)行驗(yàn)證。其次,根據(jù)前面的理論分析與仿真驗(yàn)證,完成雙向DC-DC變換器控制單元的硬件設(shè)計(jì),包括控制電路、保護(hù)電路、采樣電路、IGBT驅(qū)動(dòng)電路和輔助電源電路等。此外,還設(shè)計(jì)了變換器的控制程序流程圖,并編寫基于DSP TMS320F28335的控制程序。然后,基于dSPACE實(shí)時(shí)仿真器,搭建雙向DC-DC變換器的半實(shí)物仿真平臺(tái)并進(jìn)行閉環(huán)測(cè)試,對(duì)控制單元中DSP控制程序進(jìn)行調(diào)試,加快了數(shù)字控制器的研發(fā)速度并且在實(shí)際電路調(diào)試前盡量減少了控制程序的錯(cuò)誤。最后,搭建雙向DC-DC變換器實(shí)驗(yàn)平臺(tái),并對(duì)變換器的不同工作模式,進(jìn)行穩(wěn)態(tài)實(shí)驗(yàn)、啟動(dòng)實(shí)驗(yàn)、動(dòng)態(tài)性能實(shí)驗(yàn),驗(yàn)證雙向DC-DC變換器穩(wěn)態(tài)性能、動(dòng)態(tài)性能以及控制單元硬件可靠性與控制策略的可行性。
【關(guān)鍵詞】：低地板車 雙向DC-DC 交錯(cuò)并聯(lián) 閉環(huán)控制 實(shí)時(shí)仿真
【學(xué)位授予單位】：北京交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TM46
【目錄】：

• 致謝5-6
• 摘要6-7
• ABSTRACT7-10
• 1 緒論10-18
• 1.1 課題研究背景和意義10-12
• 1.2 雙向DC-DC變換器概況12-16
• 1.2.1 雙向DC-DC變換器的研究現(xiàn)現(xiàn)狀12-14
• 1.2.2 雙向DC-DC變換器的控制14-15
• 1.2.3 實(shí)時(shí)仿真技術(shù)15-16
• 1.3 本文研究內(nèi)容16-18
• 2 變換器建模與控制器設(shè)計(jì)18-46
• 2.1 新型交錯(cuò)并聯(lián)雙向DC-DC變換器工作原理18-25
• 2.1.1 雙向DC-DC變換器工作模式分析18-20
• 2.1.2 雙向DC-DC變換器Boost模式工作原理分析20-22
• 2.1.3 雙向DC-DC變換器Buck模式工作原理分析22-25
• 2.2 雙向DC-DC變換器建模25-35
• 2.2.1 雙向DC-DC變換器Boost模式下建模25-31
• 2.2.2 雙向DC-DC變換器Buck模式下建模31-35
• 2.3 雙向DC-DC變換器控制器設(shè)計(jì)35-41
• 2.3.1 雙向DC-DC變換器Boost模式下控制器設(shè)計(jì)36-38
• 2.3.2 雙向DC-DC變換器Buck模式下控制器設(shè)計(jì)38-41
• 2.4 雙向DC-DC變換器控制器仿真驗(yàn)證41-44
• 2.4.1 雙向DC-DC變換器Boost模式下控制策略仿真41-42
• 2.4.2 雙向DC-DC變換器Buck模式下控制策略仿真42-44
• 2.5 本章小結(jié)44-46
• 3. 雙向DC-DC變換器控制單元46-54
• 3.1 控制單元結(jié)構(gòu)46
• 3.2 控制單元外圍硬件電路設(shè)計(jì)46-50
• 3.2.1 驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)47-49
• 3.2.2 采樣電路設(shè)計(jì)49
• 3.2.3 保護(hù)電路設(shè)計(jì)49-50
• 3.3 控制單元軟件實(shí)現(xiàn)50-53
• 3.4 本章小結(jié)53-54
• 4. 雙向DC-DC變換器實(shí)時(shí)仿真研究54-64
• 4.1 實(shí)時(shí)仿真模型建模54-57
• 4.2 系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型實(shí)現(xiàn)57-58
• 4.3 實(shí)時(shí)仿真系統(tǒng)構(gòu)成58-60
• 4.4 實(shí)時(shí)仿真結(jié)果60-62
• 4.5 本章小結(jié)62-64
• 5. 雙向DC-DC變換器實(shí)驗(yàn)64-72
• 5.1 實(shí)驗(yàn)平臺(tái)搭建64
• 5.2 變換器Boost模式性能實(shí)驗(yàn)64-67
• 5.2.1 變換器Boost模式空載實(shí)驗(yàn)65-66
• 5.2.2 變換器Boost模式滿載實(shí)驗(yàn)66-67
• 5.2.3 變換器Boost模式動(dòng)態(tài)實(shí)驗(yàn)67
• 5.3 變換器Buck模式性能實(shí)驗(yàn)67-71
• 5.3.1 變換器Buck模式空載實(shí)驗(yàn)68
• 5.3.2 變換器Buck模式負(fù)載實(shí)驗(yàn)68-70
• 5.3.3 變換器Buck模式負(fù)載切換實(shí)驗(yàn)70-71
• 5.4 本章小結(jié)71-72
• 6. 總結(jié)與展望72-74
• 6.1 總結(jié)72
• 6.2 展望72-74
• 參考文獻(xiàn)74-76
• 作者簡歷76-80
• 學(xué)位論文數(shù)據(jù)集80

【相似文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：573353