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车载交错并联双向DC/DC变换器模糊滑模控制研究
| 论文题名： | 车载交错并联双向DC/DC变换器模糊滑模控制研究 |
| 关键词： | 电动汽车;直流-直流变换器;动态性能;稳定性;模糊滑模控制 |
| 摘要： | 当前，以燃料和蓄电池组成的混合动力电动汽车因其经济和环保优势正得到各国的广泛推广，其中双向DC/DC变换器是电动汽车动力系统、储能等能量传递环节的关键子系统。因此，本文以双向DC/DC变换器为研究对象，采用改进型交错并联主拓扑结构，提出模糊滑模控制策略以提高变换器的动态性能及其稳定性。主要研究内容如下: 1.采用交错并联双向DC/DC变换器拓扑结构，该结构能够减小系统开关管电流应力，降低输出电流电压纹波，提高变换器的功率密度。由于拓扑结构中存在两个电感会影响系统输出电压电流纹波，因此采用耦合电感的方式来提升磁性元件的各项性能以及系统工作效率，并对交错并联电路的耦合电感进行分析和计算得出最优电路性能的耦合系数。 2.建立交错并联双向DC/DC变换器的小信号模型，设计电压电流双闭环控制，针对传统PI控制器动态性能和鲁棒性差的问题，采用滑模控制器控制，设计滑模控制的滑模面。再结合模糊控制理论提出自适应滑模趋近率设计出模糊滑模控制器，并对控制器进行稳定性分析，从而提高系统动态响应等性能，且避免了传统滑模控制固有的抖振和收敛时间较长等问题。 3.利用MATLAB/Simulink仿真软件搭建改进型交错并联双向DC/DC变换器仿真平台，在不同控制方式下对其进行对比验证。验证结果表明耦合电感下的交错并联双向DC/DC变换器输出电流电压纹波较小，并且耦合系数在接近-1时的系统耦合效果最好。针对不同控制策略对交错并联双向DC/DC变换器进行控制结果可以得出，在相同的工作模式下，滑模控制器下系统鲁棒性和动稳态特性优于PI控制器，而模糊滑模控制器在保留滑模控制器性能的同时，加入了模糊控制避免滑模控制抖振问题。最后搭建实验平台，并进行硬件和软件部分设计，根据实验结果分析验证所提出控制策略的有效性。 |
| 作者： | 王鑫晨 |
| 专业： | 电气工程 |
| 导师： | 王恩荣;宁玉宝 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 南京师范大学 |
| 学位年度： | 2018 |
| 正文语种： | 中文 |
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