本文關(guān)鍵詞：感應(yīng)耦合電能傳輸系統(tǒng)的參數(shù)辨識與控制仿真研究

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【摘要】：感應(yīng)耦合電能傳輸(Inductively Coupled Power Transfer, ICPT)技術(shù),是一種基于電磁感應(yīng)原理的新型電能傳輸技術(shù),其能量發(fā)射端和能量拾取端通過高頻磁場傳輸能量,具有較高可靠性、安全性和較低維護(hù)性的特點,是傳統(tǒng)電能傳輸方式的重要補(bǔ)充,應(yīng)用前景廣闊。本文以SP型ICPT系統(tǒng)為研究對象,分析了其基本工作原理,利用基爾荷夫電流和電壓定律建立了系統(tǒng)的狀態(tài)空間模型,并通過軟件進(jìn)行了建模驗證。本文利用SP型ICPT系統(tǒng)的狀態(tài)空間模型進(jìn)行參數(shù)辨識。將ICPT系統(tǒng)參數(shù)辨識的問題轉(zhuǎn)化成最優(yōu)化問題,并引入并行混沌優(yōu)化算法實現(xiàn)最優(yōu)化求解,在MATLAB軟件中實現(xiàn)了兩組不同輸入數(shù)據(jù)的ICPT系統(tǒng)參數(shù)辨識仿真。本文針對SP型ICPT系統(tǒng)能量的穩(wěn)定傳輸和穩(wěn)定拾取問題,提出一種在初、次級部分設(shè)計相互獨立的控制器,分別控制初級諧振電流和次級輸出電壓的雙邊控制策略。介紹了SP型ICPT系統(tǒng)相關(guān)的控制原理,包括移相控制和升壓斬波控制,在系統(tǒng)初次級設(shè)計兩個獨立的基于智能分段控制的閉環(huán)控制系統(tǒng),在MATLAB/Simulink中通過仿真實現(xiàn)雙邊控制策略,并通過與PID控制比較驗證智能分段控制的有效性和優(yōu)越性。本文針對SP型ICPT系統(tǒng)能量傳輸效率和穩(wěn)定拾取問題,提出一種在初、次級部分設(shè)計相互獨立的閉環(huán)控制系統(tǒng),分別實現(xiàn)零電流軟開關(guān)控制和輸出電壓控制的策略。通過對SP型ICPT系統(tǒng)進(jìn)行阻抗分析,得出負(fù)載的適用范圍。給出軟開關(guān)電壓控制的具體控制原理,并設(shè)計不依賴被控對象數(shù)學(xué)模型且具有較好魯棒性的模糊PID控制器,在MATLAB/Simulink中通過仿真驗證了該控制策略的有效性。
【關(guān)鍵詞】：感應(yīng)耦合電能傳輸 參數(shù)辨識 智能分段控制 模糊PID控制
【學(xué)位授予單位】：湖南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：O441.3;TP391.9
【目錄】：

• 摘要5-6
• abstract6-10
• 第1章 緒論10-17
• 1.1 引言10-11
• 1.2 ICPT系統(tǒng)的基本原理11-12
• 1.3 ICPT技術(shù)的研究現(xiàn)狀12-14
• 1.3.1 ICPT系統(tǒng)國外研究現(xiàn)狀12
• 1.3.2 ICPT系統(tǒng)國內(nèi)研究現(xiàn)狀12-13
• 1.3.3 ICPT系統(tǒng)控制方法研究現(xiàn)狀13-14
• 1.4 本課題研究目的及意義14-15
• 1.4.1 研究目的14-15
• 1.4.2 研究意義15
• 1.5 本課題研究主要內(nèi)容15-17
• 第2章 SP型ICPT系統(tǒng)的原理與模型分析17-26
• 2.1 引言17
• 2.2 SP型ICPT系統(tǒng)的電路拓?fù)?/span>17-18
• 2.3 SP型ICPT系統(tǒng)的工作原理18-20
• 2.4 SP型ICPT系統(tǒng)的狀態(tài)空間描述20-21
• 2.5 SP型ICPT系統(tǒng)模型的仿真驗證21-25
• 2.6 本章小結(jié)25-26
• 第3章 基于混沌優(yōu)化算法的SP型ICPT系統(tǒng)參數(shù)辨識26-40
• 3.1 引言26
• 3.2 ICPT系統(tǒng)的參數(shù)辨識原理26-27
• 3.3 并行混沌優(yōu)化算法(PCOA)27-29
• 3.3.1 混沌特征27
• 3.3.2 并行混沌優(yōu)化算法27-29
• 3.4 基于PCOA的ICPT系統(tǒng)參數(shù)辨識29-31
• 3.4.1 參數(shù)辨識問題描述29-30
• 3.4.2 SP型ICPT系統(tǒng)的參數(shù)辨識過程30-31
• 3.5 仿真研究31-39
• 3.6 本章小結(jié)39-40
• 第4章 基于智能分段控制的SP型ICPT系統(tǒng)雙邊控制40-53
• 4.1 引言40
• 4.2 ICPT系統(tǒng)控制原理40-43
• 4.2.1 移相控制40-42
• 4.2.2 升壓斬波控制42-43
• 4.3 SP型ICPT系統(tǒng)雙邊控制43-46
• 4.3.1 初級控制器的設(shè)計44-45
• 4.3.2 次級控制器的設(shè)計45-46
• 4.4 基于智能分段控制的SP型ICPT系統(tǒng)雙邊控制的實現(xiàn)46-47
• 4.5 仿真研究47-52
• 4.5.1 負(fù)載變化時系統(tǒng)仿真分析47-49
• 4.5.2 電壓切換時系統(tǒng)仿真分析49-52
• 4.6 本章小結(jié)52-53
• 第5章 基于模糊PID控制的SP型ICPT系統(tǒng)軟開關(guān)電壓控制53-68
• 5.1 引言53
• 5.2 SP型ICPT系統(tǒng)阻抗分析53-55
• 5.3 SP型ICPT系統(tǒng)軟開關(guān)電壓控制原理55-57
• 5.3.1 初級軟開關(guān)控制原理56
• 5.3.2 次級電壓控制原理56-57
• 5.4 模糊PID控制器的設(shè)計57-59
• 5.4.1 PID控制器的設(shè)計57-58
• 5.4.2 模糊控制器的設(shè)計58-59
• 5.5 仿真研究59-67
• 5.5.1 負(fù)載變化時系統(tǒng)仿真分析59-62
• 5.5.2 電壓切換時系統(tǒng)仿真分析62-67
• 5.6 本章小結(jié)67-68
• 第6章 總結(jié)與展望68-70
• 6.1 總結(jié)68
• 6.2 展望68-70
• 參考文獻(xiàn)70-76
• 致謝76-77
• 附錄77

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本文編號：844882