近年來,隨著新能源發(fā)電技術(shù)的快速發(fā)展,燃料電池逐漸成為新能源領(lǐng)域的研究熱點。但是,由于燃料電池輸出特性軟、動態(tài)響應(yīng)慢,其電能需經(jīng)專用DC/DC變換后才能使用,高性能DC/DC變換器已成為急需解決的一大難題。本文針對這個問題,以提高動態(tài)性能和魯棒性為目標(biāo),開展燃料電池用DC/DC變換器滑�？刂蒲芯�,主要內(nèi)容如下:設(shè)計了燃料電池用DC/DC變換器拓撲結(jié)構(gòu)。首先分析了燃料電池的特性,以低輸入輸出電流紋波以及高升壓比為目標(biāo),提出了兩級升壓拓撲結(jié)構(gòu),其中前級電路為兩相交錯并聯(lián)Boost變換器,后級電路為移相全橋電路;在此基礎(chǔ)上建立了狀態(tài)空間平均數(shù)學(xué)模型,為滑�？刂破鞯脑O(shè)計奠定基礎(chǔ)。設(shè)計了DC/DC變換器基于增量式滑動平面的滑�？刂破鳌Ｇ凹夒娐芬噪姼须娏骱洼敵鲭妷簽榭刂颇繕�(biāo),構(gòu)造了由誤差的比例和積分組成的增量式滑動平面,并在此基礎(chǔ)上設(shè)計了滑�？刂破�;后級電路以輸出電壓為控制目標(biāo),基于誤差的比例、微分以及積分構(gòu)成的增量式滑動平面設(shè)計了滑�？刂破鳌７治隽丝刂破鞯目蛇_性、存在性以及穩(wěn)定性,并設(shè)計了控制參數(shù),通過仿真驗證了該方法的有效性。設(shè)計了DC/DC變換器基于二重積分滑動平面的自適應(yīng)滑�？刂破鳌榱诉M... 

【文章來源】：武漢理工大學(xué)湖北省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：77 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

Boost變換器MAI，ALB仿真結(jié)構(gòu)圖

3-4 增量式滑動平面的滑模控制器 Boost 變換器輸出電壓波形圖Bst/s圖 3-5 Boost 變換器增量式滑動平面的波形圖圖 3-4 可知，Boost 變換器的輸出電壓響應(yīng)無超調(diào)，響應(yīng)時間為 0短，不存在穩(wěn)定誤差。若僅采用電流環(huán)控制輸出電壓會存在穩(wěn)定用的是雙環(huán)控制，輸出電壓外環(huán)的積分最終影響其輸出結(jié)果，但是參數(shù)較小，響應(yīng)時間較長。觀察圖 3-5 可知，增量式滑動平面最終-0.01 上下波動，即 Boost 變換器最終穩(wěn)定于設(shè)計的滑動平面。2）滑控制器的負載突變試驗：在實驗（1）的條件下，在 0.25s 時 1.4Ω。Boost 變換器的電壓輸出波形如圖 3-6 所示，滑動平面的波

時間短，不存在穩(wěn)定誤差。若僅采用電流環(huán)控制輸出電壓會存在穩(wěn)定誤差，本文采用的是雙環(huán)控制，輸出電壓外環(huán)的積分最終影響其輸出結(jié)果，但是該積分環(huán)節(jié)的參數(shù)較小，響應(yīng)時間較長。觀察圖 3-5 可知，增量式滑動平面最終的值在0.01 和-0.01 上下波動，即 Boost 變換器最終穩(wěn)定于設(shè)計的滑動平面。（2）滑控制器的負載突變試驗：在實驗（1）的條件下，在 0.25s 時將負載減小為 1.4Ω。Boost 變換器的電壓輸出波形如圖 3-6 所示，滑動平面的波形圖如圖 3-7 所示。VoBtuV/ioBtuA/t/s給定電壓輸出電壓圖 3-6 負載突變下滑模控制器 Boost 變換器輸出電壓波形圖

【參考文獻】：
期刊論文
[1]含摩擦非線性系統(tǒng)的自適應(yīng)滑�？刂芠J]. 田宇,孫國法,王亮.  控制與決策. 2017(09)
[2]有刷直流電機自適應(yīng)滑模控制器設(shè)計與實驗[J]. 顧萬里,胡云峰,張森,陳虹.  西安交通大學(xué)學(xué)報. 2017(09)
[3]基于H∞滑�？刂频囊苿訖C器人軌跡跟蹤研究[J]. 鄒左明,劉叢志.  機床與液壓. 2017(11)
[4]一種用于并聯(lián)組合直流變換器的均流策略[J]. 韓軍.  電力電子技術(shù). 2017(04)
[5]Buck變換器的自適應(yīng)終端滑�？刂撇呗訹J]. 汪建林,續(xù)丹,周歡,魯偉.  西安交通大學(xué)學(xué)報. 2017(04)
[6]Super-Boost電路的滑�？刂芠J]. 李冬輝,劉啟進,姚樂樂.  高電壓技術(shù). 2016(10)
[7]基于混合控制策略的高頻DC/DC諧振變換器[J]. 王永強,王壯,潘兵.  電力電子技術(shù). 2016(10)
[8]帶二重積分滑模面的PWM電壓滑模控制器設(shè)計[J]. 朱松,王麗丹,段書凱.  西南師范大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2016(09)
[9]Buck變換器的電壓電流雙閉環(huán)終端滑�？刂芠J]. 王艷敏,曹雨晴,夏紅偉.  電機與控制學(xué)報. 2016(08)
[10]一種多冪次滑模趨近律設(shè)計與分析[J]. 張瑤,馬廣富,郭延寧,曾添一.  自動化學(xué)報. 2016(03)

博士論文
[1]燃料電池供電系統(tǒng)的研究[D]. 金科.南京航空航天大學(xué) 2006

碩士論文
[1]寬輸入電壓范圍下三電平Boost變換器研究[D]. 陳藝銘.北京交通大學(xué) 2017
[2]燃料電池輸出特性建模與實驗分析[D]. 吳赟松.西南交通大學(xué) 2016
[3]燃料電池汽車DC-DC變換器拓撲結(jié)構(gòu)的研究[D]. 劉劼勛.清華大學(xué) 2016
[4]并聯(lián)直流電源系統(tǒng)的均流及交錯控制研究[D]. 吳錫淵.南京航空航天大學(xué) 2016
[5]基于模糊滑模控制的Buck變換器[D]. 丁明亮.重慶大學(xué) 2013
[6]燃料電池并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)前端DC/DC變換器研究[D]. 婁鳳強.山東大學(xué) 2011
[7]燃料電池電動汽車車載DC-DC模糊變結(jié)構(gòu)控制研究[D]. 馮適.武漢理工大學(xué) 2008



本文編號：2930986