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车载飞轮电池用磁悬浮轴承控制策略研究
| 论文题名： | 车载飞轮电池用磁悬浮轴承控制策略研究 |
| 关键词： | 车载飞轮电池;磁悬浮轴承;交叉反馈控制;陀螺效应;变偏置电流 |
| 摘要： | 车载飞轮电池是一种新型车用电池，利用高速旋转的飞轮转子以机械能的形式存储能量。为了提高车载飞轮电池的综合性能，本文研究了交叉反馈控制策略、变偏置电流方式和基于变偏置电流方式的交叉反馈控制策略对车载飞轮电池动态性能的影响。 建立飞轮转子系统的数学模型，分析飞轮转子在高速旋转过程中因陀螺效应引起的径向自由度之间的耦合，设计交叉反馈控制策略对耦合项进行解耦，消除陀螺效应带来的不利影响，借助 ADAMS和 Matlab-Simulink软件进行系统的机电联合仿真，验证了交叉反馈控制策略的控制效果。 设计变偏置电流控制策略，根据飞轮转子的转速对偏置电流进行动态调整，在保证系统稳定运行的条件下降低磁悬浮轴承的能量损耗。 设计基于变偏置电流方式的交叉反馈控制策略，将两种控制策略的优势有机结合在一起，完成相应的控制算法程序编写和控制参数整定，通过车载飞轮电池试验系统的高速运行试验，验证基于变偏置电流方式的交叉反馈控制策略的实际控制效果。 研究结果表明，采用基于变偏置电流方式的交叉反馈控制策略，能够在保证系统稳定运行的条件下，有效降低磁悬浮轴承的能量损耗，系统综合性能好。与不完全微分PID控制策略的效果相比，采用基于变偏置电流方式的交叉反馈控制策略，能够使得车载飞轮电池具有更好的动态性能。 |
| 作者： | 张浩 |
| 专业： | 机械设计及理论 |
| 导师： | 谢振宇 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 南京航空航天大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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