高效能源系统管理与控制技术

发布时间：2021-06-16 08:48

　　能源系统是飞行器的关键技术之一,能源系统性能的优劣对飞行器能否正常飞行及实现预定任务有重要影响。本文针对大功率飞行器对分布式循环能源系统的管理需求,开展高效能源系统管理与控制技术研究,提出一种集逐级调压控制、限流充电控制、恒流输出控制以及最大功率点跟踪（MPPT）控制为一体的层级梯次控制策略,实现分布式系统的全局优化控制和飞行器能源的功率优化调度。研制的能源管理系统（PCU）配备1条234～328 V高压母线,额定功率15 kW,电路效率大于97%,功率密度大于750 W/kg。PCU依托分布式架构,采用层级梯次控制策略,验证了高效能源系统管理与控制技术的正确性和有效性。 

【文章来源】：上海航天(中英文). 2020,37(02)CSCD

【文章页数】：7 页

【部分图文】：

图1 分布式能源系统总体方案

图2 层级梯次控制策略框图

基于电压电流的扰动思想，本文进行了MPPT算法的电路设计，如何实现电压电流交错扰动是算法实现的关键，MPPT算法电路包含5个模块：电压扰动电路（N1）、电流扰动电路（N2）、复位电路（N3）、逻辑控制电路（N4）、Pi调节电路（Proportional Integral Controller)(N5），如图3所示。图中，V1为太阳电池阵电压的采样值，I1为太阳电池阵电流的采样值，I2为功率调节电路的电流采样值，Vreset为电压扰动电路的输出值，Vset为电流扰动电路的输出值，Vmppt＿ref为逻辑控制电路的输出值。交错扰动法简单可靠，鲁棒性好，追踪速度快，容易用硬件电路来实现。

【参考文献】：
期刊论文
[1]平流层飞艇混合能源系统设计及能源管理研究[J]. 姜东升,张沛.  电源技术. 2015(09)
[2]临近空间飞行器发展与应用分析[J]. 李怡勇,李智,沈怀荣.  装备指挥技术学院学报. 2008(02)
[3]平流层平台的发展及其自主控制关键技术[J]. 欧阳晋,屈卫东,席裕庚.  工业仪表与自动化装置. 2004(01)

硕士论文
[1]平流层飞行器能源分系统电源功率调度策略的研究[D]. 李瑞可.华北电力大学 2018



本文编号：3232765