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混合动力客车双向DC-DC变换器的研究与实现
| 论文题名： | 混合动力客车双向DC-DC变换器的研究与实现 |
| 关键词： | 混合动力客车;双向DC-DC变换器;Buck/Boost变换器结构;功率前馈;双闭环控制 |
| 摘要： | 混合动力客车在缓解能源危机、节能减排、促进新能源产业发展和升级等方面具有重要的经济价值和社会价值。作为混合动力领域三大研究课题之一的双向DC-DC变换器,充当蓄电池和电机驱动逆变器直流母线间能量流动的媒介,是提高系统效率的重要环节。 本文针对混合动力客车的实际需求及指标要求,选择一种大功率高效率半桥型Buck/Boost变换器结构,并在状态空间平均法的基础上加以改进,采用一种适合于双向DC-DC变换器的建模方法,该方法同时涵盖了正向Boost过程和反向Buck过程,可以同时进行两种状态下的小信号分析。 针对电机逆变器直流母线电压端侧重其电压,蓄电池端侧重其电流的特点,采用一种电压电流双端控制的双闭环控制策略,利用电压环控制系统的稳定性,电流环提高系统的动态响应能力。针对负载特性突变和输入扰动引起的母线电压波动问题,采用一种功率前馈和输入电压补偿的复合控制策略,通过提前预测输出功率的变化趋势,提高系统负载调整能力。 采用DsPIC30F6010A数字信号控制器实现闭环控制系统的设计,在设计中采用软硬件双重保护的措施保证系统的安全性。在闭环控制中采用变参数PID算法,根据系统不同状态需求采用不同的控制参数,实现最优控制效果。 使用Simulink搭建整个控制系统平台,通过仿真分析验证了控制方案的可行性及前馈控制策略的正确性。同时搭建了双向DC-DC变换器小功率实验平台,通过一系列的实验验证了控制方案的可行性,参数计算和设计的准确性。通过正反工作状态下效率实验分析,该拓扑结构整机效率可达92％以上。 |
| 作者： | 王军峰 |
| 专业： | 电气工程 |
| 导师： | 王宏 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 哈尔滨工业大学 |
| 学位年度： | 2013 |
| 正文语种： | 中文 |
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