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双发射线圈感应电能传输系统的小信号建模及控制研究

发布时间:2018-05-20 19:02

  本文选题:双发射线圈 + 感应电能传输 ; 参考:《中国电机工程学报》2017年20期


【摘要】:双发射线圈的感应电能传输(inductive power transfer,IPT)系统能够实现有效分配两逆变器的输出功率,是提高电源侧输出容量的有效手段。该文分析了功率输出1:1工况下的双发射线圈的IPT系统的动态特性,旨在通过IPT系统的小信号模型求解合适的数字PI控制器,提高负载电压动态响应特性,同时保证闭环系统具有充足的稳定裕度。首先,利用广义状态空间平均建模方法对IPT系统进行大信号模型及稳态工作点的分析。在此基础上,建立描述在IPT系统的输入受到扰动状态下的小信号模型。然后,借助Matlab中PIDtool工具箱设计合适的PI控制器参数,提高IPT系统负载电压响应性能,同时验证了闭环小信号模型具有充足的相角稳定裕度。最后,将闭环小信号模型分别与Simulink仿真模型、实验系统进行变电压动态响应对比,IPT系统的负载电压响应时间在13ms左右,与理论设计值相符,证明闭环小信号模型能准确描述系统动态响应。
[Abstract]:The induction power transfer induced power transfer (power) system with double transmitting coils can effectively allocate the output power of the two inverters and is an effective means to increase the output capacity of the power supply side. In this paper, the dynamic characteristics of the IPT system with double transmitting coils at 1:1 power output are analyzed. The purpose of this paper is to solve the suitable digital Pi controller by using the small signal model of the IPT system, and to improve the dynamic response characteristics of the load voltage. At the same time, the closed-loop system has sufficient stability margin. Firstly, the large signal model and steady-state operating point of IPT system are analyzed by using generalized state space averaging modeling method. On this basis, a small signal model is established to describe the input disturbance of the IPT system. Then, with the help of PIDtool toolbox in Matlab, appropriate Pi controller parameters are designed to improve the load voltage response performance of IPT system, and it is verified that the closed-loop small-signal model has sufficient phase angle stability margin. Finally, the closed loop small signal model is compared with the Simulink simulation model, and the dynamic response of the experimental system is compared. The load voltage response time of the system is about 13ms, which is in accordance with the theoretical design value. It is proved that the closed loop small signal model can accurately describe the dynamic response of the system.
【作者单位】: 西南交通大学电气工程学院;
【分类号】:TM724

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本文编号:1915855

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