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电动汽车无线充电最优控制系统研究及设计
| 论文题名： | 电动汽车无线充电最优控制系统研究及设计 |
| 关键词： | 电动汽车;蓄电池;充放电过程;无线能量传输系统;优化控制 |
| 摘要： | 发展电动汽车是节能环保和低碳经济的需求，电动汽车的充电环节至关重要。本文给出了方便快捷的无线充电技术来对电动汽车蓄电池进行无线充电。这种充电技术实现充电系统和电动汽车的无物理接触的电连接。不仅提高了充电系统的安全系数，更延长了蓄电池使用寿命。蓄电池充放电过程的优化控制技术，可以使电动汽车蓄电池充放电过程更加的快速、稳定和高效。 本文对电动汽车无线能量传输系统进行了研究，分析了耦合线圈的构成、工作原理、能量传输过程以及该过程中应遵循的准则。建立了无线能量传输系统中耦合线圈的数学模型，并通过实验验证模型的正确性。系统分析了蓄电池的不同充电方法，为蓄电池充放电控制系统设计奠定了基础。给出了基于PWM脉冲式与恒压相结合的充电方案，该充电方案具有易实现、充电时间短、能耗低的特点。 研究了不同类型的整流电路和DC/DC电路，确定了适合本系统的单相桥式整流电路和三相交错式Buck/Boost双向功率变换器。深入分析蓄电池充放电控制系统主电路工作流程，应用状态平均空间法，建立了DC/DC变换电路的数学模型。给出基于电流和电压的双闭环PI控制方案。 在Matlab/Simulink环境下，搭建了DC/DC变换电路，实现了蓄电池充放电控制系统的双闭环PI控制。通过对蓄电池充电过程、放电过程和PI控制电路仿真实验，验证了PI控制策略和三相交错并联技术的可行性和优越性。 针对非线性、变结构的DC/DC变换器，在双闭环PI算法的基础上，进一步对蓄电池充电控制系统进行了优化。给出了PI控制与滑膜变结构控制相结合的控制策略。在Matlab/Simulink环境下进行了仿真分析，实验结果表明，该算法可以提高控制系统的控制精度，改善动态性能，增强系统自适应能力。 |
| 作者： | 万春雨 |
| 专业： | 电工理论与新技术 |
| 导师： | 王安娜 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 东北大学 |
| 学位年度： | 2013 |
| 正文语种： | 中文 |
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