内燃式自由活塞直线发电控制系统研究
发布时间：2023-11-11 13:54
21世纪以来,能源问题和环境污染问题日益严重。电动汽车的研究开发不仅能够提升能源的利用率,且能够保护环境。受限于电池技术的发展,纯电动汽车的续航里程较短,混合动力电动车更具有可行性和实用性。混合动力电动车的发动机主要分为传统发动机和自由活塞发动机。自由活塞发动机相对于传统发动机取消了曲柄连杆机构,发动机的效率得到极大提高,体积和重量得以极大减小。首先,本文对内燃式自由活塞直线发电系统的起动过程和发电稳态过程进行了建模和仿真分析。针对系统的起动过程,进行了动力学分析并建模仿真。针对系统的发电稳态过程,建立了热力学模型和动力学模型并根据直线电机的电路模型推导出电机的电磁力与速度成正比。同时研究了运动件质量变化和负载变化对系统工作的影响,结果表明,运动件质量增加时,活塞的速度减小,行程增大;负载减小时,活塞的速度增大,行程也增大。其次,针对坐标变换带来的d-q轴耦合问题和电机直线往复运动带来的q轴电流的变化问题,建立了直线电机的复矢量模型并基于该模型设计了反馈解耦PI电流调节器和复矢量PI电流调节器。基于电机的d-q轴电压方程,设计了预测控制电流调节器。结果表明,电动状态时,三种电流调节器的...
【文章页数】：75 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
1.1 课题背景及研究的目的和意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 内燃式自由活塞发动机
1.2.2 直线电机驱动控制策略
1.2.3 双向DC-DC变换器
1.2.4 电池充放电控制算法
1.3 本文的主要研究内容
第2章 内燃式自由活塞直线发电系统工作原理及分析
2.1 引言
2.2 内燃式自由活塞直线发电系统起动过程分析
2.3 内燃式自由活塞直线发电系统稳态过程分析
2.4 系统重要参数对系统的影响
2.4.1 运动件质量对系统的影响
2.4.2 负载对系统的影响
2.5 本章小结
第3章 内燃式自由活塞直线发电系统电流环控制策略
3.1 引言
3.2 直线电机电流调节器设计与分析
3.2.1 直线电机复矢量模型
3.2.2 基于反馈解耦的PI电流调节器设计
3.2.3 复矢量PI电流调节器设计
3.2.4 预测控制电流调节器设计
3.3 仿真分析
3.3.1 基于PI速度调节器和反馈解耦PI电流调节器仿真分析
3.3.2 基于PI速度调节器和复矢量PI电流调节器仿真分析
3.3.3 基于PI速度调节器和预测控制电流调节器仿真分析
3.3.4 三种电流调节器仿真对比分析
3.4 本章小结
第4章 内燃式自由活塞直线发电系统速度环控制策略
4.1 引言
4.2 直线电机速度调节器设计与分析
4.2.1 PI速度调节器设计
4.2.2 准比例谐振速度调节器设计
4.2.3 基于准比例谐振控制器的速度补偿调节器设计
4.3 仿真分析
4.3.1 基于准比例谐振速度调节器和反馈解耦PI电流调节器仿真分析
4.3.2 基于准比例谐振速度调节器和复矢量PI电流调节器仿真分析
4.3.3 基于准比例谐振速度调节器和预测控制电流调节器仿真分析
4.3.4 基于准比例谐振的速度补偿调节器仿真分析
4.4 本章小结
第5章 基于两相交错级联双向DC-DC变换器的电池充放电控制系统
5.1 引言
5.2 两相交错级联双向DC-DC变换器工作原理分析
5.2.1 两相交错级联双向DC-DC变换器Buck模式分析
5.2.2 两相交错级联双向DC-DC变换器Boost模式分析
5.3 两相交错级联双向DC-DC变换器滤波器参数设计
5.3.1 滤波电感设计
5.3.2 滤波电容设计
5.4 两相交错级联双向DC-DC变换器小信号建模
5.4.1 Buck模式小信号模型
5.4.2 Boost模式小信号模型
5.5 电池充放电控制策略及仿真分析
5.5.1 电池等效电路模型
5.5.2 电池充放电控制算法设计
5.5.3 仿真分析
5.6 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果
致谢
本文编号：3862672
【文章页数】：75 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
1.1 课题背景及研究的目的和意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 内燃式自由活塞发动机
1.2.2 直线电机驱动控制策略
1.2.3 双向DC-DC变换器
1.2.4 电池充放电控制算法
1.3 本文的主要研究内容
第2章 内燃式自由活塞直线发电系统工作原理及分析
2.1 引言
2.2 内燃式自由活塞直线发电系统起动过程分析
2.3 内燃式自由活塞直线发电系统稳态过程分析
2.4 系统重要参数对系统的影响
2.4.1 运动件质量对系统的影响
2.4.2 负载对系统的影响
2.5 本章小结
第3章 内燃式自由活塞直线发电系统电流环控制策略
3.1 引言
3.2 直线电机电流调节器设计与分析
3.2.1 直线电机复矢量模型
3.2.2 基于反馈解耦的PI电流调节器设计
3.2.3 复矢量PI电流调节器设计
3.2.4 预测控制电流调节器设计
3.3 仿真分析
3.3.1 基于PI速度调节器和反馈解耦PI电流调节器仿真分析
3.3.2 基于PI速度调节器和复矢量PI电流调节器仿真分析
3.3.3 基于PI速度调节器和预测控制电流调节器仿真分析
3.3.4 三种电流调节器仿真对比分析
3.4 本章小结
第4章 内燃式自由活塞直线发电系统速度环控制策略
4.1 引言
4.2 直线电机速度调节器设计与分析
4.2.1 PI速度调节器设计
4.2.2 准比例谐振速度调节器设计
4.2.3 基于准比例谐振控制器的速度补偿调节器设计
4.3 仿真分析
4.3.1 基于准比例谐振速度调节器和反馈解耦PI电流调节器仿真分析
4.3.2 基于准比例谐振速度调节器和复矢量PI电流调节器仿真分析
4.3.3 基于准比例谐振速度调节器和预测控制电流调节器仿真分析
4.3.4 基于准比例谐振的速度补偿调节器仿真分析
4.4 本章小结
第5章 基于两相交错级联双向DC-DC变换器的电池充放电控制系统
5.1 引言
5.2 两相交错级联双向DC-DC变换器工作原理分析
5.2.1 两相交错级联双向DC-DC变换器Buck模式分析
5.2.2 两相交错级联双向DC-DC变换器Boost模式分析
5.3 两相交错级联双向DC-DC变换器滤波器参数设计
5.3.1 滤波电感设计
5.3.2 滤波电容设计
5.4 两相交错级联双向DC-DC变换器小信号建模
5.4.1 Buck模式小信号模型
5.4.2 Boost模式小信号模型
5.5 电池充放电控制策略及仿真分析
5.5.1 电池等效电路模型
5.5.2 电池充放电控制算法设计
5.5.3 仿真分析
5.6 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果
致谢
本文编号：3862672
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