电动车动态无线供电系统优化设计方法与控制策略研究
发布时间：2023-12-24 11:36
随着电动车的不断普及,传统的接触式充电方式(接插件插拔方式)存在着易漏电、接触损耗、机械磨损和接口限制等弊端,并且车载动力电池组存在着储能容量有限、电池组笨重昂贵等问题,都极大地限制了电动车的发展与推广。基于无线电能传输技术的电动车动态无线供电(Electric Vehicle Dynamic Wireless Power Transfer,EV-DWPT)系统通过埋设在道路下方的磁能发射导轨以非接触的方式为行进中的车辆进行实时连续供电,保证了电动车的实时动态电能补给。这种无线补电方式,克服了车载动力电池组续航局限的问题;另一方面,采用这种动态无线供电方式,有利于降低车载动力电池组的容量配置,甚至取消车载电池。本文面向长距离EV-DWPT系统,重点围绕EV-DWPT系统的导轨系统的优化设计、导轨切换可靠性问题、导轨动态运行控制策略及系统鲁棒性等方面展开深入研究。论文工作,为EV-DWPT系统规划、设计、实现与运行,提供重要的支撑。论文的主要研究工作如下:(1)针对长距离EV-DWPT应用中,系统存在的可靠性差以及建设成本高的问题,提出了一种新型的导轨组态及驱动模式:导轨组群驱动模式,并...
【文章页数】：113 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
中文摘要
英文摘要
1 绪论
1.1 论文研究背景
1.2 国内外研究现状
1.2.1 EV-DWPT系统研究现状
1.2.2 EV-DWPT系统优化技术研究现状
1.2.3 EV-DWPT系统控制策略研究现状
1.3 EV-DWPT系统及存在的问题
1.4 EV-DWPT系统的关键技术
1.5 论文的研究目的与意义
1.5.1 研究目的
1.5.2 研究意义
1.6 论文的组织结构与主要研究内容
1.7 本章小结
2 基于多目标规划理论的EV-DWPT系统优化设计
2.1 引言
2.2 导轨组群驱动模式
2.3 基于多目标规划理论的系统优化设计技术
2.3.1 目标函数构建
2.3.2 约束条件分析
2.3.3 多目标规划模型
2.4 基于改进型自适应遗传算法的模型求解
2.4.1 遗传算法
2.4.2 改进的自适应遗传算法
2.4.3 Pareto多目标遗传算法
2.4.4 算法流程
2.5 算例分析
2.5.1 算例设计
2.5.2 规划结果分析
2.6 本章小结
3 EV-DWPT系统导轨切换策略研究
3.1 引言
3.2 基于逆变电压检测的导轨工作状态判别
3.3 基于能量自由振荡的导轨软切换策略
3.4 电磁暂态模型的建立
3.4.1 器件差分化建模
3.4.2 电磁暂态行为的差分模型
3.4.3 矩阵方程的改进
3.5 仿真与实验研究
3.5.1 导轨工作状态判别实验
3.5.2 导轨软切换仿真与实验
3.6 本章小结
4 EV-DWPT系统导轨组群控制策略研究
4.1 引言
4.2 导轨组群控制模型的描述
4.2.1 基本符号定义
4.2.2 优化变量分析
4.2.3 电动车行驶特性分析
4.2.4 储能装置能量特性分析
4.3 导轨组群控制模型的建立
4.3.1 目标函数
4.3.2 约束条件
4.3.3 导轨组群控制模型
4.4 基于粒子群的混合遗传算法
4.5 案例分析
4.5.1 案例设计
4.5.2 优化结果分析
4.5.3 参数敏感性分析
4.6 本章小结
5 基于H∞控制的EV-DWPT系统鲁棒稳定性控制
5.1 引言
5.2 随机多负载运行
5.3 系统模型的建立
5.3.1 系统GSSA模型
5.3.2 参数摄动下的GSSA模型
5.4 基于混合灵敏度的H∞控制器
5.5 控制器性能分析
5.5.1 H∞控制器的标称性能
5.5.2 H∞控制器的鲁棒稳定性
5.5.3 H∞控制器的鲁棒性能
5.6 仿真与实验研究
5.6.1 仿真分析
5.6.2 实验研究
5.7 本章小结
6 结论与展望
6.1 本文工作总结
6.2 论文的主要创新点
6.3 后续研究工作的展望
参考文献
附录
A.作者在攻读博士学位期间发表的论文目录
B.作者在攻读博士学位期间参与的科研项目目录
C.学位论文数据集
致谢
本文编号：3874431
【文章页数】：113 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
中文摘要
英文摘要
1 绪论
1.1 论文研究背景
1.2 国内外研究现状
1.2.1 EV-DWPT系统研究现状
1.2.2 EV-DWPT系统优化技术研究现状
1.2.3 EV-DWPT系统控制策略研究现状
1.3 EV-DWPT系统及存在的问题
1.4 EV-DWPT系统的关键技术
1.5 论文的研究目的与意义
1.5.1 研究目的
1.5.2 研究意义
1.6 论文的组织结构与主要研究内容
1.7 本章小结
2 基于多目标规划理论的EV-DWPT系统优化设计
2.1 引言
2.2 导轨组群驱动模式
2.3 基于多目标规划理论的系统优化设计技术
2.3.1 目标函数构建
2.3.2 约束条件分析
2.3.3 多目标规划模型
2.4 基于改进型自适应遗传算法的模型求解
2.4.1 遗传算法
2.4.2 改进的自适应遗传算法
2.4.3 Pareto多目标遗传算法
2.4.4 算法流程
2.5 算例分析
2.5.1 算例设计
2.5.2 规划结果分析
2.6 本章小结
3 EV-DWPT系统导轨切换策略研究
3.1 引言
3.2 基于逆变电压检测的导轨工作状态判别
3.3 基于能量自由振荡的导轨软切换策略
3.4 电磁暂态模型的建立
3.4.1 器件差分化建模
3.4.2 电磁暂态行为的差分模型
3.4.3 矩阵方程的改进
3.5 仿真与实验研究
3.5.1 导轨工作状态判别实验
3.5.2 导轨软切换仿真与实验
3.6 本章小结
4 EV-DWPT系统导轨组群控制策略研究
4.1 引言
4.2 导轨组群控制模型的描述
4.2.1 基本符号定义
4.2.2 优化变量分析
4.2.3 电动车行驶特性分析
4.2.4 储能装置能量特性分析
4.3 导轨组群控制模型的建立
4.3.1 目标函数
4.3.2 约束条件
4.3.3 导轨组群控制模型
4.4 基于粒子群的混合遗传算法
4.5 案例分析
4.5.1 案例设计
4.5.2 优化结果分析
4.5.3 参数敏感性分析
4.6 本章小结
5 基于H∞控制的EV-DWPT系统鲁棒稳定性控制
5.1 引言
5.2 随机多负载运行
5.3 系统模型的建立
5.3.1 系统GSSA模型
5.3.2 参数摄动下的GSSA模型
5.4 基于混合灵敏度的H∞控制器
5.5 控制器性能分析
5.5.1 H∞控制器的标称性能
5.5.2 H∞控制器的鲁棒稳定性
5.5.3 H∞控制器的鲁棒性能
5.6 仿真与实验研究
5.6.1 仿真分析
5.6.2 实验研究
5.7 本章小结
6 结论与展望
6.1 本文工作总结
6.2 论文的主要创新点
6.3 后续研究工作的展望
参考文献
附录
A.作者在攻读博士学位期间发表的论文目录
B.作者在攻读博士学位期间参与的科研项目目录
C.学位论文数据集
致谢
本文编号：3874431
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