基于双模控制的屏栅电源控制策略研究

发布时间：2025-02-09 10:20

　　目前,离子电推进技术是一种最先进、最具有发展前景的航天推进技术,随着我国大功率离子电推进技术的快速发展,离子推进器电源处理单元(Power Processing Unit,PPU)的功率等级也越来越高,高效、高功能密度成为未来PPU发展的方向。因为其具有高比冲的特点,离子电推进能够有效减少推进剂工质的体积与质量,成为卫星先进性能的一个重要指标参数。屏栅电源作为电处理单元的核心部分,进行屏栅电源的优化控制是设计高效大功率离子PPU的关键。但是,目前针对屏栅电源DC/DC变换技术的研究存在着动态性能较差且系统的鲁棒性差的问题,进行屏栅电源控制策略的研究对我国大功率离子电推进技术的发展具有重要意义。论文主要研究如下:(1)论文在分析离子推力器屏栅电源系统结构和工作特点的基础上,介绍国内外屏栅电源的应用状况,根据最新屏栅电源实际应用状况,将屏栅电源DC/DC变换的控制技术发展需求进行了阐述,根据屏栅电源DC/DC变换器在实际应用中多工况与满足宽范围输出电压的技术需求,提出一种基于双模式控制方法的屏栅电源,对卫星深空探测与姿态调整领域所需要的多工况需求具有一定的实际意义。(2)针对应用需求,进行新...

【文章页数】：69 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 国内研究现状
        1.2.2 国外研究现状
    1.3 主要研究内容
2 屏栅电源DC/DC变换器分析与建模
    2.1 拓扑分析
    2.2 工作原理
    2.3 主电路设计
        2.3.1 开关管和二极管选型
        2.3.2 电容设计
        2.3.3 滤波电感设计
        2.3.4 滤波电容设计
    2.4 小信号模型
        2.4.1 并联模式小信号模型
        2.4.2 串联模式小信号模型
    2.5 小结
3 屏栅电源DC/DC变换的PID控制
    3.1 系统控制结构
    3.2 控制器设计
        3.2.1 并联模式
        3.2.2 串联模式
    3.3 仿真分析
        3.3.1 并联模式
        3.3.2 串联模式
        3.3.3 双模切换实验
    3.4 小结
4 屏栅电源DC/DC变换的滑模控制
    4.1 滑模控制原理
    4.2 系统控制结构
        4.2.1 控制率设计
        4.2.2 稳定性分析
    4.3 仿真结果分析
        4.3.1 动态实验
        4.3.2 双模式切换实验
    4.4 小结
5 实验分析
    5.1 动态实验
    5.2 双模式控制切换测试
    5.3 小结
结论
致谢
参考文献
攻读学位期间的研究成果



本文编号：4032071