毕业论文--非接触式电能传输的电压控制

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1、湖南大学毕业论文HUNANUNIVERSITY毕业论文论文题目非接触式电能传输的电压控制学生姓名学生学号专业班级自动1101学院名称电气与信息工程学院指导老师学院院长2015年5月24日III湖南大学毕业论文摘要非接触式电能传输(ICPT)系统在高频运行的过程中，负载的变化会导致输出电压的不稳定。针对此类问题，通过对电路交流变量进行复数分析，得到了系统关于输出电压的数学模型。在此基础上，提出一种基于PID控制的电压控制策略，通过闭环控制系统来控制系统原边逆变网络开关管控制脉冲的移相角，进一步控制逆变器输出电压大小，从而控制系统在负载动态变化时输出电压恒定或在负载不变时输

2、出电压随期望电压值的变化而变化。仿真结果表明：负载在一定范围内变化时，通过PID控制器控制原边逆变网络开关管控制脉冲的移相角，可以有效地使系统输出电压基本恒定；在负载不变的情况下，使输出电压期望值变化，系统能够按需求控制输出电压的切换。关键字：非接触式电能传输；SP型拓扑结构；PID控制；移相控制；电压控制TheVoltageControlForICPTSystemControllerIII湖南大学毕业论文AbstractTheoutputvoltageofinductivecoupledpowertransfer(ICPT)systemisunstableinhigh

3、-frequencyoperationwhentheloadischanged.ThemathematicalmodeloftheoutputvoltageisestablishedthroughcomplexanalysisoftheACvariables.AndthenavoltagecontrolstrategybasedonPIDcontrolalgorithmisproposed.Theoutputvoltageofinverteriscontrolledbytheclosedloopcontrolsystemtoensurethestabilityofthe

4、outputvoltageonadynamicloadandtheswitchingoftheoutputvoltagewiththedesiredoutputvoltageonaconstantload.Finally,simulatingthisstrategyinMATLAB/Simulink.Thesimulationresultsshowthatwhentheloadchangeswithinacertainrange,thiscontrolmethodcaneffectivelymaketheoutputvoltageconstant,andwhenthel

5、oadisconstanttheoutputvoltagecanbeswitchedwiththedesiredoutputvoltage.KeyWords：inductivecoupledpowertransfer;SPtopology;PIDcontrol;phase-shiftingcontrol;voltagecontrol目录1绪论1III湖南大学毕业论文1.1引言11.2非接触式电能传输技术的现状11.2.1国内外研究现状11.2.2非接触供电的应用领域21.3本文的主要研究内容32非接触式电能传输系统的原理与建模42.1ICPT系统的基本结构及工作原理42

6、.2松耦合变压器的原理和建模42.2.1松耦合变压器的原理42.2.2松耦合装置的数学建模52.3补偿结构与逆变电路62.3.1补偿结构62.3.2逆变电路72.4SP型ICPT系统的工作原理82.4.1SP型ICPT系统的工作原理82.4.2SP拓扑结构的谐振补偿分析92.5基于复数分析的数学建模102.6本章小结123ICPT系统输出电压控制策略133.1ICPT系统输出电压控制原理133.2PID控制器143.2.1PID控制器的基本原理143.2.2PID参数的整定153.2.3PID控制器的设计173.3PID控制的电压控制策略的实现173.4本章小结184系

7、统的仿真与分析194.1MATLAB仿真软件简介194.2系统的仿真与分析194.3本章小结265结论与展望275.1结论275.2展望27致谢28参考文献29第30页湖南大学毕业论文1绪论1.1引言大多数设备使用的是接触式的电能传输方式，如开关、可充电电池等，随着电子技术和电力半导体器件的发展以及现代控制技术的进步[1]，基本达到了“高品质和高效率用电”的效果，传统电能传输方式也已经基本完善。但是这种电能传输方式受到很多限制，在一些特殊环境，这种电能传输方式暴露了很多问题，由于电火花的产生和导体的裸露情况会有很大的安全隐患[2]。而非接