【摘要】：由于太陽能無人機(jī)技術(shù)的發(fā)展,其對(duì)續(xù)航時(shí)間與里程越來越高的要求使得電源系統(tǒng)也要盡可能提高效率、降低質(zhì)量。而目前,隨著新型高效高增益變換器研究技術(shù)的出現(xiàn),研究該類變換器在太陽能無人機(jī)的能源系統(tǒng)中的應(yīng)用,對(duì)于滿足以上需求,具有重要的工程意義。首先,本文研究了新型耦合電感反接式高增益DC-DC變換器,闡述了其工作原理與工作特性。分析與計(jì)算結(jié)果表明了該高增益變換器具有降低匝比以提升電壓增益的“反比”特性,這助于減小磁性元件乃至整個(gè)硬件系統(tǒng)的體積。又設(shè)計(jì)了基于該變換器的最大功率跟蹤系統(tǒng)驗(yàn)證其在具體應(yīng)用中的性能,在仿真系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)了最大功率點(diǎn)追蹤,并通過具體的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了該高增益變換器作為光伏電池接口變換器的實(shí)用性。其次提出了應(yīng)用于電池儲(chǔ)能系統(tǒng)的基于耦合電感的雙向高增益DC-DC變換器,該變換器可以以較低的匝比實(shí)現(xiàn)雙向高升/降壓增益,以減小電路體積,同時(shí)變換器中的開關(guān)管具有電壓應(yīng)力低的特性。通過引入同步整流技術(shù),實(shí)現(xiàn)了開關(guān)器件的零電壓開通,這有助于降低系統(tǒng)損耗。該設(shè)計(jì)方法拓寬了非隔離型雙向直流變換器的設(shè)計(jì)思路。而具體的理論分析與實(shí)驗(yàn)也驗(yàn)證了該變換器的特性,展現(xiàn)了其在電池儲(chǔ)能系統(tǒng)中的廣闊應(yīng)用前景。最后搭建了蓄電池充放電控制系統(tǒng)的仿真模型與實(shí)驗(yàn)平臺(tái),設(shè)計(jì)了合理的充放電控制算法。該系統(tǒng)的Simulink仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果與實(shí)際的充放電控制實(shí)驗(yàn)結(jié)果,表明了所設(shè)計(jì)的變換器可以較好的滿足對(duì)電池進(jìn)行充放電的任務(wù),同時(shí)也驗(yàn)證了本文所設(shè)計(jì)的控制方法的適用性。
【圖文】：

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工程碩士學(xué)位論文2.1 國外研究現(xiàn)狀美國是最早進(jìn)行該種新型無人機(jī)研究的國家。其研究的開始最早是在 197設(shè)計(jì)并試飛成功了世界上第一架太陽能飛機(jī)“Sunrise I”之后，又設(shè)計(jì)了下飄渺神鷹”太陽能飛機(jī)，隨后，更高性能的“飄渺信天翁”在幾年之內(nèi)出現(xiàn)為該系列改進(jìn)版的兩架太陽能飛機(jī)又于隨后的兩年內(nèi)相繼問世[6-8]。當(dāng)前，太陽能飛機(jī)技術(shù)已經(jīng)發(fā)展了將近五代，最近的四代早已問世，目前五代機(jī)也許久。最新的“太陽神”無人機(jī)已經(jīng)開始了在三萬米高空飛行數(shù)月的研究目其正在實(shí)施的“禿鷹”(Vulture)無人機(jī)研究資助計(jì)劃，也產(chǎn)生了像 “太陽鷹能無人機(jī)的優(yōu)秀方案，如圖 1-1 所示，其翼展超過百米，并使用了新穎的結(jié)，增加了飛機(jī)的可拆解性，并降低了機(jī)身質(zhì)量。其太陽能帆板的設(shè)計(jì)也增大可吸收的能量[9-10]。

a) “西風(fēng) 6”太陽能無人機(jī) b) “西風(fēng) 7”太陽能無人機(jī)圖 1-2 西風(fēng)太陽能無人機(jī)系列a) 陽光動(dòng)力 2 號(hào)太陽能飛機(jī) b) 谷歌 SkyBender 項(xiàng)目太陽能飛機(jī)1-3 陽光動(dòng)力 2 號(hào)太陽能飛機(jī)與 SkyBender 太陽能飛機(jī)2.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀我國在太陽能無人機(jī)研究方面起步較晚，但是經(jīng)過十幾年的努力，也取得了的成就。目前已有的資料顯示，，我國第一個(gè)明確的太陽能無人機(jī)研究計(jì)劃“綠鋒”2002 年啟動(dòng)于廣東。一年以后，太陽能無人機(jī) 1/2 比例的技術(shù)驗(yàn)證機(jī)就成
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TM46

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2672078