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基于LCC-S型磁耦合谐振式DWPT系统控制策略研究
| 论文题名： | 基于LCC-S型磁耦合谐振式DWPT系统控制策略研究 |
| 关键词： | 电动汽车;动态无线电能传输;参数辨识;功率控制 |
| 摘要： | 目前，由于全球环境污染和资源短缺问题的日益突出，电动汽车作为缓解该问题的有效途径逐渐得到各个国家的极大重视。然而，电池能量密度指标低下和充电时间长等问题，严重制约了电动汽车的推广。因此，磁耦合谐振式动态无线充电技术便成为研究的重点，它能实现电动车辆在运动过程中实时获取能量，极大促进了车载的轻量化。但是，由于车用动态无线供电系统是一种复杂的非线性、强耦合系统，在实际应用工况中，耦合机构因受到外界扰动而引起的互感波动问题无法避免。同时，由于车辆驶入行出造成的负载动态变化，也会加剧系统的不稳定性。因此，本文基于LCC-S型磁耦合谐振式无线电能传输系统提出了一种既能维持效率最优，又可实现功率可控的双边控制策略，以此来提升系统的稳定性。 首先，阐述了电动汽车无线电能传输技术国内外的研究现状，并将目前已有的控制策略进行了重点论述。在此基础上，通过分析比较不同补偿拓扑的结构特性，选取LCC-S型拓扑作为本文研究对象，构建数学模型，并研究了系统工作频率、互感、等效负载以及补偿电感等参数对其传输特性的影响，为系统参数的选取提供指导。 其次，针对动态磁耦合机构互感参数的不确定性，提出了一种基于LCC-S型磁耦合系统结构的互感参数辨识方法。将带权重的粒子群优化方法作为辨识算法，进行迭代寻优。并利用Simulink设计仿真模型，在验证了辨识模型正确性的情况下，实现了互感参数的识别，仿真结果证明所提辨识方法的可行性。 最后，围绕动态无线供电系统运行过程中存在的功率与效率波动问题，综合考虑系统能量传输特性，在逆变电路与半控整流电路中分别引入各自的电压导通角，在互感的可调范围内，通过调节收发侧控制自由度，实现了系统的效率优化及功率稳定输出控制。之后利用搭建的仿真模型进行对比分析，结果表明在不同互感下施加控制时的系统能够维持恒压输出并且在一定程度上可以削弱收发侧电流畸变程度。通过搭建实验平台，验证了所提双边控制策略的可行性。 |
| 作者： | 马姝亭 |
| 专业： | 电气工程 |
| 导师： | 祝丽花;陈杰 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 天津工业大学 |
| 学位年度： | 2021 |
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