基于LLC諧振純電動汽車充電系統(tǒng)的研究

【摘要】：電動汽車行業(yè)在我國的迅速發(fā)展使得充電樁的研究和建設(shè)得到了廣泛的關(guān)注和支持。充電樁是以功率變換器為核心的完整系統(tǒng),而功率變換器則以電力電子技術(shù)為基礎(chǔ),如今電力電子技術(shù)正逐漸向高頻化、數(shù)字化靠攏。基于此,本文采用LLC諧振變換器作為主電路拓?fù)?對充電系統(tǒng)的工作電路和控制策略做出詳細(xì)分析和設(shè)計。本文介紹了LLC諧振變換器的原理及工作狀態(tài),并利用FHA分析法建立穩(wěn)態(tài)模型得到其增益特性曲線。針對增益特性,本文從參數(shù)值影響、阻抗分析及軟開關(guān)三個方面進行了分析,并由此確定了電路參數(shù)。利用擴展描述法進行小信號建模,得出狀態(tài)方程,為控制策略的設(shè)計奠定基礎(chǔ)。本文在控制策略上采用數(shù)字控制,分別分析了三種控制方案的優(yōu)劣。傳統(tǒng)數(shù)字PID控制能夠?qū)崿F(xiàn)諧振電路的穩(wěn)定閉環(huán)控制,但存在明顯的超調(diào);雙閉環(huán)反饋控制則同時對電壓電流進行調(diào)節(jié),在穩(wěn)定性和抗干擾性上有了明顯改善,但仍存在紋波;對于諧振變換器的強非線性,本文最后提出使用不確定性智能控制,在閉環(huán)控制中使用模糊自適應(yīng)PID,通過對參數(shù)不斷自我整定來適應(yīng)LLC的非線性特性。最后本文仿真平臺上進行了大量實驗,模擬了輸入跳變、負(fù)載跳變等特殊情況下閉環(huán)控制的仿真結(jié)果,并驗證了提出方案的有效性。 【關(guān)鍵詞】：LLC諧振 數(shù)字控制 模糊自適應(yīng)
【學(xué)位授予單位】：南昌大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TM46;U469.72
【目錄】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-7
• 第一章 緒論7-16
• 1.1 課題研究背景及意義7-8
• 1.2 國內(nèi)外現(xiàn)狀及研究動態(tài)8-10
• 1.2.1 國內(nèi)外充電系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀8-9
• 1.2.2 國內(nèi)外技術(shù)研究動態(tài)9-10
• 1.3 開關(guān)電源拓?fù)?/span>10-13
• 1.4 控制策略介紹13-15
• 1.5 本文主要內(nèi)容15-16
• 第二章 系統(tǒng)設(shè)計方案16-22
• 2.1 性能指標(biāo)參數(shù)16
• 2.2 系統(tǒng)主結(jié)構(gòu)16-17
• 2.3 主電路設(shè)計17-21
• 2.4 本章小節(jié)21-22
• 第三章 LLC諧振變換器工作原理及穩(wěn)態(tài)分析22-30
• 3.1 LLC電路結(jié)構(gòu)22
• 3.2 LLC各模態(tài)工作原理22-27
• 3.2.1 fs23-24
• 3.2.2 f=fr時工作模式24-25
• 3.2.3 f>fr時工作模式25-27
• 3.3 LLC諧振變換器的穩(wěn)態(tài)建模27-29
• 3.4 本章小結(jié)29-30
• 第四章 閉環(huán)控制下增益特性分析及參數(shù)設(shè)計30-44
• 4.1 增益特性參數(shù)分析30-36
• 4.1.1 fn值的影響30-33
• 4.1.2 Q值影響33-35
• 4.1.3 λ值影響35-36
• 4.2 輸入阻抗分析36-39
• 4.3 ZVS分析39-41
• 4.4 元件參數(shù)設(shè)計41-42
• 4.5 仿真結(jié)果42-43
• 4.6 本章小節(jié)43-44
• 第五章 諧振變換器的小信號建模及其分析44-56
• 5.1 小信號模型的概述和基礎(chǔ)分析44-45
• 5.2 擴展描述法小信號建模45-53
• 5.2.1 狀態(tài)方程設(shè)立45-46
• 5.2.2 非線性環(huán)節(jié)的處理46-47
• 5.2.3 穩(wěn)態(tài)時大信號模型47-49
• 5.2.4 小信號擾動的線性處理及狀態(tài)方程49-53
• 5.3 仿真分析53-55
• 5.4 本章小節(jié)55-56
• 第六章 控制策略及仿真分析56-73
• 6.1 PID控制56-57
• 6.1.1 數(shù)字PID控制56-57
• 6.1.2 改進PID控制57
• 6.2 雙閉環(huán)反饋控制57-59
• 6.3 模糊自適應(yīng)PID控制59-65
• 6.3.1 模糊控制器60-61
• 6.3.2 模糊自適應(yīng)PID控制器設(shè)計61-65
• 6.4 系統(tǒng)仿真模型65-66
• 6.5 仿真結(jié)果分析66-72
• 6.5.1 滿載運行仿真分析66-68
• 6.5.2 電壓跳變仿真分析68-70
• 6.5.3 負(fù)載跳變仿真分析70-72
• 6.6 本章小節(jié)72-73
• 第七章 總結(jié)及展望73-74
• 7.1 總結(jié)73
• 7.2 展望73-74
• 致謝74-75
• 參考文獻(xiàn)75-76

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