本文關(guān)鍵詞：基于模糊控制的具有超級電容的節(jié)能電梯的控制策略的研究

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【摘要】：隨著我國城市化發(fā)展迅速,電能緊缺的問題日趨嚴重,電力資源緊缺是制約著我國國民經(jīng)濟迅速發(fā)展的最主要因素。據(jù)相關(guān)統(tǒng)計顯示,建筑物是所有能耗群體中消耗能量最大的,而建筑物所耗能量的25%是由電梯產(chǎn)生的。據(jù)國內(nèi)相關(guān)部門統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示,到近期為止,國內(nèi)正在使用的電梯數(shù)量約為210萬臺,而且正以每年20%的速度快速增長。目前電梯節(jié)能技術(shù)的主要難題是如何利用電梯電機在發(fā)電狀態(tài)時回饋到直流母線的電能。在再生能源利用方面,本文提出在整流器與逆變器之間的直流母線上并聯(lián)超級電容的方法,利用超級電容的高比功率和儲能的特點,來吸收由電機回饋回來的能量。在需要用電時,超級電容可以及時的像電梯和輔助裝置供電,實現(xiàn)能量回饋的循環(huán)利用。首先對電梯節(jié)能技術(shù)進行了深入分析,在此基礎(chǔ)上設(shè)計了基于超級電容存儲電梯再生能量的節(jié)能方案。對超級電容容量特性、容量偏差對儲能性能影響的特性進行了深入研究。設(shè)計了整流器后串聯(lián)Buck電路再并聯(lián)超級電容的電路結(jié)構(gòu),根據(jù)電梯實際的運行情況,制定了合理的控制策略,并且在Matlab/Simulink仿真平臺搭建了系統(tǒng)模型并運行。本文以負載電流、超級電容的SOC(State Of Charge,剩余電量)為輸入變量,以Buck電路變換器中功率開關(guān)器件的占空比為控制對象,設(shè)計了模糊邏輯控制器,并根據(jù)不同的情況下能量的分配情況制定了模糊邏輯規(guī)則。研究結(jié)果表明,運用模糊控制可以合理的分配系統(tǒng)的能量,節(jié)能電梯由于超級電容的引用大大提高了回饋能量的利用率,并且可以迅速的吸收回饋的能量,減少了電網(wǎng)用電,達到了節(jié)能的效果,整個系統(tǒng)具有較好的技術(shù)性能和經(jīng)濟實用性。
【關(guān)鍵詞】：超級電容 節(jié)能電梯 Buck變換器 能量回饋 模糊控制
【學(xué)位授予單位】：天津理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TU857;TM46
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第一章 緒論10-14
• 1.1 研究背景及意義10
• 1.2 國內(nèi)外節(jié)能電梯的發(fā)展概況10-12
• 1.2.1 電梯節(jié)能技術(shù)在國外的發(fā)展現(xiàn)狀10-11
• 1.2.2 電梯節(jié)能技術(shù)在國內(nèi)的發(fā)展現(xiàn)狀11
• 1.2.3 超級電容的發(fā)展現(xiàn)狀11-12
• 1.3 節(jié)能電梯發(fā)展所存在的問題12
• 1.4 本文研究的主要內(nèi)容及章節(jié)安排12-14
• 第二章 節(jié)能電梯核心部件分析14-19
• 2.1 電梯儲能裝置的性能指標14
• 2.2 上橋臂并聯(lián)電容的結(jié)構(gòu)整流器的設(shè)計14-16
• 2.2.1 工作原理14-15
• 2.2.2 參數(shù)設(shè)計15
• 2.2.3 兩種整流器的比較15-16
• 2.3 超級電容特性分析16-18
• 2.3.1 超級電容的結(jié)構(gòu)及工作原理16-17
• 2.3.2 超級電容的充放電特性17-18
• 2.4 Buck變換器分析18
• 2.4.1 Buck變換器在節(jié)能電梯中的應(yīng)用18
• 2.4.2 Buck變換器的原理18
• 2.5 本章小結(jié)18-19
• 第三章 超級電容節(jié)能電梯的主電路設(shè)計19-33
• 3.1 系統(tǒng)的拓撲結(jié)構(gòu)19-20
• 3.2 系統(tǒng)建模20-28
• 3.2.1 電梯運行特性的分析20-22
• 3.2.2 電梯運行典型工況分析22-24
• 3.2.3 電梯反饋能量的計算24-27
• 3.2.4 超級電容模型27
• 3.2.5 模糊控制器模型27
• 3.2.6 超級電容儲能系統(tǒng)主電路模型27-28
• 3.3 系統(tǒng)工作模式分析以及電路參數(shù)設(shè)計28-32
• 3.3.1 電梯電機在電動狀態(tài)時電路工作情況28-29
• 3.3.2 Buck變換器連續(xù)導(dǎo)電時的參數(shù)計算29-30
• 3.3.3 電梯電機在制動回饋狀態(tài)時電路工作情況30-31
• 3.3.4 Buck變換器電感電流不連續(xù)導(dǎo)電模式的參數(shù)計算31-32
• 3.4 本章小結(jié)32-33
• 第四章 超級電容節(jié)能系統(tǒng)控制器的設(shè)計33-37
• 4.1 模糊邏輯控制器簡介33
• 4.1.1 模糊邏輯控制原理33
• 4.1.2 模糊邏輯控制器的基本結(jié)構(gòu)33
• 4.2 模糊邏輯控制器的設(shè)計33-36
• 4.2.1 模糊邏輯控制器的模糊語言變量的設(shè)計34
• 4.2.2 模糊語言變量的隸屬度函數(shù)設(shè)計34-35
• 4.2.3 模糊規(guī)則的制定35-36
• 4.3 本章小結(jié)36-37
• 第五章 系統(tǒng)仿真運行的結(jié)果與分析37-48
• 5.1 超級電容SOC高時的運行結(jié)果分析37-40
• 5.1.1 輕載上行，輕載下行的運行結(jié)果分析37-38
• 5.1.2 輕載上行，重載下行的運行結(jié)果分析38-39
• 5.1.3 重載上行，輕載下行的運行結(jié)果分析39
• 5.1.4 重載上行，重載下行的運行結(jié)果分析39-40
• 5.2 超級電容SOC較高時的運行結(jié)果分析40-43
• 5.2.1 輕載上行，輕載下行的運行結(jié)果分析40-41
• 5.2.2 輕載上行，重載下行的運行結(jié)果分析41-42
• 5.2.3 重載上行，輕載下行的運行結(jié)果分析42-43
• 5.2.4 重載上行，重載下行的運行結(jié)果分析43
• 5.3 超級電容SOC不高時的運行結(jié)果分析43-47
• 5.3.1 輕載上行，輕載下行的運行結(jié)果分析43-44
• 5.3.2 輕載上行，重載下行的運行結(jié)果分析44-45
• 5.3.3 重載上行，輕載下行的運行結(jié)果分析45-46
• 5.3.4 重載上行，重載下行的運行結(jié)果分析46-47
• 5.4 本章小結(jié)47-48
• 第六章總結(jié)與展望48-50
• 6.1 全文工作總結(jié)48-49
• 6.2 未來工作展望49-50
• 參考文獻50-53
• 發(fā)表論文和科研情況說明53-54
• 致謝54-55

【參考文獻】

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本文編號：970348