感應(yīng)耦合電能傳輸系統(tǒng)高階滑模控制算法的研究.pdf

1、無線電能傳輸具有安全、耐用、無接口摩擦、取電靈活、供電端和用電端完全隔離等優(yōu)點(diǎn)，能夠有效克服傳統(tǒng)供電的各種缺陷。感應(yīng)耦合電能傳輸(ICPT)，又稱非接觸式電能傳輸，因被譽(yù)為近距離無線輸電的最佳解決方案而廣受國內(nèi)外學(xué)者關(guān)注。ICPT系統(tǒng)具有多參數(shù)耦合、階數(shù)高、非線性等特點(diǎn)，從而造成系統(tǒng)的控制難度較大。系統(tǒng)參數(shù)的不確定性和外部擾動均會導(dǎo)致系統(tǒng)輸出的不穩(wěn)定，因此控制器的設(shè)計(jì)非常重要。
　　本文介紹了ICPT技術(shù)的國內(nèi)外現(xiàn)狀，比較已有的I

2、CPT系統(tǒng)控制算法，目前的穩(wěn)壓控制算法存在對系統(tǒng)模型要求高、對參數(shù)不確定和外部擾動魯棒性弱、控制精度低、效率低、適用性不強(qiáng)等缺陷。由此，本文將針對ICPT系統(tǒng)設(shè)計(jì)一種能夠無超調(diào)快速跟蹤參考電壓、對參數(shù)不確定性和負(fù)載擾動具有較強(qiáng)魯棒性的高階滑?？刂破?。
　　論文研究和設(shè)計(jì)工作如下：
　?、俜治鯯S型ICPT系統(tǒng)電路模型及其基本工作原理，利用傅里葉級數(shù)展開等方法對系統(tǒng)模型進(jìn)行等效降階處理，得到系統(tǒng)直流等效模型。
　?、诟鶕?jù)

3、等效電路模型，建立其動力學(xué)方程。對能量注入模態(tài)和自諧振模態(tài)下輸出電壓誤差的相平面軌跡進(jìn)行分析，得到輸出電壓誤差近似最優(yōu)相軌跡曲線，使系統(tǒng)以較快速度且無超調(diào)地到達(dá)參考值，可以有效提高系統(tǒng)的動態(tài)性能和魯棒性。
　?、垡罁?jù)能量注入模態(tài)和自諧振模態(tài)的相軌跡曲線確定優(yōu)化切換點(diǎn)，設(shè)計(jì)了基于狀態(tài)機(jī)的次最優(yōu)二階滑?？刂扑惴ǎC明了控制器的穩(wěn)定性，引入遲滯參數(shù)限制滑?？刂菩盘柕那袚Q頻率。在此基礎(chǔ)上，提出了一種改進(jìn)型的次最優(yōu)二階滑模控制器，通過優(yōu)化和