燃料電池內阻檢測技術是燃料電池在汽車領域應用的關鍵。近幾年,基于DC/DC紋波調制的內阻檢測方法受到了國內外學者的廣泛關注,但常規(guī)控制策略跟蹤性能和穩(wěn)定性能較差,無法準確跟蹤高頻信號,導致內阻檢測結果誤差較大。因此,本文提出了自適應無源控制作為內阻檢測系統(tǒng)中DC/DC變換器的控制策略。相對于常規(guī)控制和傳統(tǒng)無源控制,提高了DC/DC變換器的跟蹤能力和自適應能力,更符合負載頻繁變動的使用情況。主要研究內容如下:對內阻檢測系統(tǒng)中各環(huán)節(jié)的方案進行分析,設計系統(tǒng)整體檢測方案。從內阻檢測需求出發(fā),選擇Boost電路作為主電路結構。為提高檢測效率和控制精度,選擇三角波作為調制信號。最后設計了燃料電池內阻檢測整體方案。從系統(tǒng)的歐拉-拉格朗日（EL）數(shù)學模型的角度,推導了DC/DC變換器的無源控制模型。對燃料電池內阻檢測系統(tǒng)的DC/DC變換器的工作原理進行分析,建立了DC/DC變換器的EL數(shù)學模型。同時利用線性化的思想,推導DC/DC變換器的小信號交流模型,并利用小信號模型對DC/DC變換器進行穩(wěn)定性分析。提出了DC/DC變換器的自適應無源控制策略,彌補了常規(guī)控制對高頻信號跟蹤能力的不足。通過向系統(tǒng)耗散... 

【文章來源】：武漢理工大學湖北省 211工程院校 教育部直屬院校

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【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

燃料電池潛艇因為我國是一個能源消耗大國，同

1第1章緒論1.1引言最近幾年，氣候環(huán)境的惡劣變化引起了世界范圍內的廣泛關注。眾所周知，化石燃料的燃燒對環(huán)境造成了巨大的傷害。同時化石燃料作為不可再生能源，作為人類社會的主要能源并不是長久之計。盡管現(xiàn)在提倡對化石燃料燃燒所產(chǎn)生的廢氣二次處理，但也會造成資源的大量浪費，增加經(jīng)濟負擔。尋找可持續(xù)利用的清潔能源替代傳統(tǒng)能源的呼聲越來越高。氫能源作為可再生的清潔能源，來源豐富，制取方便，無污染廢氣生成。是一種理想的可再生清潔能源[1-3]。質子交換膜燃料電池（prontonexchangemembranefuelcell，PEMFC）作為一種可以直接將氫能轉化為電能的裝置，具有發(fā)電效率高，無污染，無噪聲，啟動快等優(yōu)點，因此受到了國內外研究人員的廣泛關注。燃料電池被廣泛應用在水下潛器和航空航天等特殊領域。同時也可以應用在普通民用行業(yè)，比如汽車、船舶、野外應急電源等領域[5,6]。PEMFC作為汽車的發(fā)動機，有著燃料補給方便、續(xù)航能力強、綠色環(huán)保等不可替代的優(yōu)勢[7]，在汽車領域具有廣闊的應用前景。圖1-1燃料電池潛艇圖1-2燃料電池無人機因為我國是一個能源消耗大國，同時能源儲備并不豐富，所以更應該抓緊對新能源的開發(fā)和利用，減少對傳統(tǒng)能源的依賴。汽車作為能量消耗的主要源頭之一，如果能夠解決其能源問題，將是功利千秋的大事。所以為了推動我國新能源事業(yè)的發(fā)展，出臺了一系列對新能源發(fā)展有利的政策。無論是從宏觀統(tǒng)籌還是基礎設施等方面都鼓勵新能源事業(yè)的發(fā)展。自2016年以來，我國為了促進新能源汽車的發(fā)展推出了幾大政策，《節(jié)能與新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃

16211()(sinsin3sin53511sin7sin9)79EfttttttLωωωπωω=+++++(2-1)可以發(fā)現(xiàn)方波信號的傅里葉級數(shù)展開中奇數(shù)次諧波的分量較大，在后期信號分析處理中會有較大的優(yōu)勢。但是電感上的電流不能發(fā)生突變，因此在調制方波過程中會發(fā)生波形畸變。采用本文所使用的實物平臺調制方波測試信號，如圖2-6所示為10Hz的方波信號波形圖，可以發(fā)現(xiàn)電感電流和電容電壓都會存在波形的畸變。圖2-7為100Hz的方波信號波形圖，可以發(fā)現(xiàn)因為畸變比較嚴重，直接導致波形成為三角波，波形畸變較為嚴重，說明方波對于高頻信號跟蹤能力較弱。如果減小電感值會使波形畸變的情況有所改善，但是減小電感值會增大電流紋波比，這樣對電路采樣及控制帶來干擾，同時過高的電流紋波比會損壞燃料電池。因此在本文的研究背景下使用方波作為測試信號并不合適。電感電流iL電容電壓uC22.8V25.2V圖2-610Hz方波波形

【參考文獻】：
期刊論文
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碩士論文
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本文編號：3212907