感应耦合电能传输系统的参数辨识与控制仿真研究

来源 :湖南大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:ruyingxiangsui1989
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感应耦合电能传输(Inductively Coupled Power Transfer, ICPT)技术,是一种基于电磁感应原理的新型电能传输技术,其能量发射端和能量拾取端通过高频磁场传输能量,具有较高可靠性、安全性和较低维护性的特点,是传统电能传输方式的重要补充,应用前景广阔。本文以SP型ICPT系统为研究对象,分析了其基本工作原理,利用基尔荷夫电流和电压定律建立了系统的状态空间模型,并通过软件进行了建模验证。本文利用SP型ICPT系统的状态空间模型进行参数辨识。将ICPT系统参数辨识的问题转化成最优化问题,并引入并行混沌优化算法实现最优化求解,在MATLAB软件中实现了两组不同输入数据的ICPT系统参数辨识仿真。本文针对SP型ICPT系统能量的稳定传输和稳定拾取问题,提出一种在初、次级部分设计相互独立的控制器,分别控制初级谐振电流和次级输出电压的双边控制策略。介绍了SP型ICPT系统相关的控制原理,包括移相控制和升压斩波控制,在系统初次级设计两个独立的基于智能分段控制的闭环控制系统,在MATLAB/Simulink中通过仿真实现双边控制策略,并通过与PID控制比较验证智能分段控制的有效性和优越性。本文针对SP型ICPT系统能量传输效率和稳定拾取问题,提出一种在初、次级部分设计相互独立的闭环控制系统,分别实现零电流软开关控制和输出电压控制的策略。通过对SP型ICPT系统进行阻抗分析,得出负载的适用范围。给出软开关电压控制的具体控制原理,并设计不依赖被控对象数学模型且具有较好鲁棒性的模糊PID控制器,在MATLAB/Simulink中通过仿真验证了该控制策略的有效性。
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