無線充電技術(shù)是現(xiàn)在最具有市場價值的研究方向之一,在汽車、醫(yī)療、電子設(shè)備等領(lǐng)域有著非常廣闊的前景。因此,無線充電技術(shù)的控制方法研究具有很高的實(shí)踐意義。本文以磁共振無線電能傳輸系統(tǒng)為研究對象,建立了兩線圈磁共振無線電能傳輸系統(tǒng)模型,從電路耦合理論的角度進(jìn)行了系統(tǒng)傳輸效率分析,然后通過設(shè)計相應(yīng)的積分滑模變結(jié)構(gòu)控制方法,實(shí)現(xiàn)快速穩(wěn)定地頻率跟蹤控制,具體工作如下:1、介紹了磁共振無線電能傳輸系統(tǒng)基本組成和拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),建立簡化的磁共振無線電能傳輸系統(tǒng)電路模型,利用電路互感理論和戴維南定理推導(dǎo)出系統(tǒng)頻率、傳輸效率和功率方程。2、分析了磁共振無線電能傳輸系統(tǒng)存在的頻率分裂現(xiàn)象,對系統(tǒng)功率進(jìn)行優(yōu)化,利用阻抗匹配技術(shù)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的期望頻率跟蹤,為后文實(shí)現(xiàn)高速、高效控制提供理論基礎(chǔ)。3、對于磁共振無線電能傳輸系統(tǒng)的傳統(tǒng)控制方法存在較大抖振的問題,提出了一種基于積分的滑模變結(jié)構(gòu)控制算法。該方法通過對誤差的積分,擬制了高頻開關(guān)的不完善實(shí)現(xiàn)造成控制響應(yīng)處的系統(tǒng)抖振,消除了參數(shù)不確定性帶來的問題,提高了控制器的性能和控制系統(tǒng)整體性能。最后通過仿真驗證了本文控制方法的有效性,消除系統(tǒng)抖振效果顯著,提高了系統(tǒng)整體性能。4、針... 

【文章來源】：青島大學(xué)山東省

【文章頁數(shù)】：62 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

無線充電汽車原理

青島大學(xué)碩士學(xué)位論文4圖1.2無線充電耳機(jī)圖1.3無線充電手機(jī)圖1.4無線充電汽車在國內(nèi)，已經(jīng)有許多高校開始了無線充電技術(shù)的研究，例如東南大學(xué)、重慶大學(xué)、天津工業(yè)大學(xué)、哈爾濱工業(yè)大學(xué)等。許多高校針對不同類別的無線電能傳輸技術(shù)展開研究，如東南大學(xué)團(tuán)隊對磁耦合諧振式無線電能傳輸技術(shù)進(jìn)行了重點(diǎn)研究，分析了其工作原理和研究現(xiàn)狀，在串并式系統(tǒng)中有著深入研究[8]。天津工業(yè)大學(xué)團(tuán)隊采用了互感耦合理論對磁耦合諧振式系統(tǒng)進(jìn)行了阻抗分析，設(shè)計了自適應(yīng)阻抗匹配電路[9]。哈爾濱工業(yè)大學(xué)團(tuán)隊將無線充電關(guān)鍵技術(shù)引用到了汽車領(lǐng)域，完善無線充電汽車技術(shù)，并展望未來電動汽車的發(fā)展[10]。重慶大學(xué)團(tuán)隊結(jié)合互感耦合模型,分析了磁共振電能傳輸技術(shù)的四種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。運(yùn)用了電路理論分析了WPT系統(tǒng)傳輸效率與系統(tǒng)線圈的關(guān)系并且提出了一種頻率跟蹤系統(tǒng)來提高系統(tǒng)的傳輸效率[11]。除了國內(nèi)各大高校之外，也有許多企業(yè)開始了無線電能傳輸技術(shù)的研究，他們專注于無線充電的技術(shù)的應(yīng)用方向并將其應(yīng)用于移動電子設(shè)備中。2014年，中興通訊成功研制出了固定式無線充電系統(tǒng)；充電功率水平為系統(tǒng)效率為30千瓦，并將非接觸式電磁感應(yīng)系統(tǒng)率先應(yīng)用于公交等公共交通工具，如圖1.5所示，無線汽車充電得以實(shí)現(xiàn)。

青島大學(xué)碩士學(xué)位論文5圖1.5中興無線充電巴士1.3本文主要安排及工作本文研究的重點(diǎn)是針對磁共振無線電能傳輸系統(tǒng)采用一種新的積分滑模變結(jié)構(gòu)控制和RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合的控制方法，鑒于系統(tǒng)對頻率高精度跟蹤控制的要求，設(shè)計了加入RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的積分滑�？刂破鳌１疚墓卜譃榱鶄�章節(jié)，具體章節(jié)安排和研究內(nèi)容如下:第一章緒論，論述了無線充電技術(shù)的背景和該課題的研究意義，闡述了無線充電技術(shù)在應(yīng)用最多的消費(fèi)電子設(shè)備領(lǐng)域和新能源汽車領(lǐng)域的發(fā)展現(xiàn)狀，對該技術(shù)的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀進(jìn)行綜述，給出本文各章安排及所做的的主要工作。第二章詳細(xì)對比了各類無線電能傳輸系統(tǒng)的特點(diǎn)及應(yīng)用環(huán)境，著重講述了磁共振式無線電能傳輸系統(tǒng)的電路組成和工作原理，分析現(xiàn)階段無線電能傳輸系統(tǒng)存在的多種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的優(yōu)劣，選擇合適的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)進(jìn)行建模。第三章以磁共振無線電能傳輸系統(tǒng)為基礎(chǔ)，建立串聯(lián)式兩線圈電路系統(tǒng)模型，討論頻率分裂現(xiàn)象對系統(tǒng)影響，并從耦合系數(shù)、負(fù)載功率和阻抗匹配三個方面對系統(tǒng)進(jìn)一步優(yōu)化。為后文控制器設(shè)計奠定基矗第四章為了克服滑�？刂茙淼膯栴}，如存在的抖振現(xiàn)象和抗干擾性差。本章提出了一種新的積分滑模變結(jié)構(gòu)控制方法，動態(tài)積分滑�？刂品椒ㄓ兄己玫母櫺阅埽哂休^好的上升時間、較小的穩(wěn)定時間和無超調(diào)量特性。因此我們將其應(yīng)用于WPT系統(tǒng)，以解決滑�？刂拼嬖诘亩墩駟栴}。最后將本章方法通過仿真與傳統(tǒng)控制方法對比，仿真結(jié)果表明在參數(shù)不確定的情況下，該方法克服了抖振現(xiàn)象，跟蹤誤差幾乎收斂到零，具有很好抗參數(shù)變化的魯棒性。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]電動汽車動態(tài)無線充電關(guān)鍵技術(shù)研究進(jìn)展[J]. 朱春波,姜金海,宋凱,張千帆.  電力系統(tǒng)自動化. 2017(02)
[2]改進(jìn)粒子群算法的自動阻抗匹配技術(shù)[J]. 楊曉博,李陽,肖朝霞,楊慶新,董維豪,王銀煥.  重慶大學(xué)學(xué)報. 2016(06)
[3]磁耦合諧振式無線電能傳輸系統(tǒng)阻抗分析與匹配電路設(shè)計方法[J]. 李陽,張雅希,閆卓,楊慶新,薛明,張獻(xiàn).  電工技術(shù)學(xué)報. 2016(22)
[4]磁共振耦合電能傳輸系統(tǒng)功率與效率傳輸特性分析與優(yōu)化[J]. 李長生,張合,曹娟,劉明.  電力系統(tǒng)自動化. 2015(08)
[5]磁耦合諧振無線電能傳輸?shù)难芯楷F(xiàn)狀及應(yīng)用[J]. 范興明,莫小勇,張鑫.  電工技術(shù)學(xué)報. 2013(12)
[6]串聯(lián)機(jī)器人的雙模糊自適應(yīng)滑模控制[J]. 閆文才,李新,白瑞林.  計算機(jī)工程與應(yīng)用. 2015(09)
[7]磁耦合諧振式無線電能傳輸系統(tǒng)串并式模型研究[J]. 黃學(xué)良,吉青晶,譚林林,王維,趙家明,周亞龍.  電工技術(shù)學(xué)報. 2013(03)
[8]磁共振模式無線電能傳輸系統(tǒng)建模與分析[J]. 翟淵,孫躍,戴欣,蘇玉剛,王智慧.  中國電機(jī)工程學(xué)報. 2012(12)
[9]基于RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的開關(guān)磁阻電機(jī)單神經(jīng)元PID控制[J]. 夏長亮,王明超.  中國電機(jī)工程學(xué)報. 2005(15)
[10]電液伺服系統(tǒng)的積分滑模自適應(yīng)控制[J]. 管成,朱善安.  電工技術(shù)學(xué)報. 2005(04)

博士論文
[1]基于ICPT的無線電能傳輸網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 楊芳勛.重慶大學(xué) 2012

碩士論文
[1]基于滑模變結(jié)構(gòu)的Dobot機(jī)械臂軌跡跟蹤控制研究[D]. 趙智勇.青島大學(xué) 2019
[2]基于積分滑模的永磁直線同步電動機(jī)直接推力控制[D]. 原浩.沈陽工業(yè)大學(xué) 2019
[3]磁共振無線電能傳輸系統(tǒng)的設(shè)計與研究[D]. 邵立偉.南京理工大學(xué) 2017
[4]電動汽車無線充電系統(tǒng)與控制方法研究[D]. 伍莎莎.湖南大學(xué) 2016
[5]共振式無線電能傳輸系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 陳文仙.南京航空航天大學(xué) 2015
[6]基于RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)序貫學(xué)習(xí)算法的單神經(jīng)元PID控制[D]. 李草蒼.西南交通大學(xué) 2014
[7]用于家用電器的較大功率無線電能傳輸技術(shù)研究[D]. 吳家宏.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2013
[8]幾類系統(tǒng)的積分滑�？刂茊栴}的研究[D]. 高超.中國海洋大學(xué) 2013
[9]基于RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的PID整定[D]. 李廣軍.西南交通大學(xué) 2005



本文編號：3230643