基于新型Boost变换器的游艇能量管理系统设计与性能研究

发布时间：2020-08-14 15:24

【摘要】：本文将游艇的混合动力系统拓扑结构定型为燃料电池与蓄电池并联间接接入母线的结构。本文设计出基于CAN总线的能量管理系统数据通信方案,和能量管理系统节能型开关控制策略,然后将以上设计整合组成能量管理系统总体方案。经过分析,游艇混合动力源定型为以质子交换膜燃料电池为主,磷酸铁锂电池为辅的能量配置方案,确定了非隔离型DC/DC变换器为电力转换装置。同时对以上三者在Simulink环境下进行数学建模,然后再对节能型开关控制策略控制下的能量管理系统建立的数学模型,并以游艇一个完整的运行周期为工况进行模拟仿真,根据仿真结果分析出混合动力系统结构设计和控制策略设计合理有效。本文分析了设计一种新型高性能Boost变换器对提升游艇能量管理系统稳定、高效运行的重要性。本文设计新型滑模算法控制Boost变换器,该算法采用电流环控制回路,引进指数趋近律,将符号函数替换为饱和函数,构成全局准滑模电流型控制算法。对于滑模算法本身缩短了趋近阶段时间和削弱了抖振。本文设计的全局准滑模电流型控制算法使Boost变换器鲁棒性增强、快速精准追踪性能得到提升、及时响应输入端口变化和稳态输出误差小,提高了母线电能质量,为游艇的动力性能需求和稳定运行提供了保障。继而对Boost变换器进行建模仿真实验,验证了该算法的有效性和与传统算法相比的优势。最后设计出Boost变换器样机,然后将其置于模拟的小功率游艇能量管理系统中,在不同实验工况下测试Boost变换器性能和能量管理系统参数,来验证本文设计算法的优势,和本样机工作的有效性与对游艇能量管理系统性能的提升。
【学位授予单位】：江苏科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：U674.91

【参考文献】

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本文编号：2793206