飛輪脈沖電源充電控制策略的研究.pdf

1、飛輪脈沖電源是一類(lèi)基于飛輪儲(chǔ)能系統(tǒng)進(jìn)行充放電的新型電源，可應(yīng)用于電磁飛機(jī)彈射、軌道交通電力系統(tǒng)等秒級(jí)脈沖功率場(chǎng)合，在國(guó)防、新能源、節(jié)能環(huán)保等領(lǐng)域應(yīng)用前景廣闊。本文以一臺(tái)新型可調(diào)磁通的軸向磁場(chǎng)永磁電機(jī)為對(duì)象，在構(gòu)建其數(shù)學(xué)模型的基礎(chǔ)上，采用PI控制、內(nèi)模解耦控制、滑膜變結(jié)構(gòu)控制等技術(shù)研究飛輪脈沖電源充電控制策略，并試制基于dSPACE的半實(shí)物仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。
　　本文首先根據(jù)樣機(jī)可機(jī)械弱磁的特點(diǎn)，加入模擬磁通調(diào)節(jié)的角度變量，建立了其完整

2、的數(shù)學(xué)模型和基于Matlab/Simulink的電機(jī)本體仿真模塊。與Simulink軟件中自帶的PMSM模塊進(jìn)行對(duì)比仿真實(shí)驗(yàn)，結(jié)果證明了數(shù)學(xué)模型的正確性。
　　其次，研究矢量控制在樣機(jī)控制上的應(yīng)用，借助相量圖證明了id=0控制策略完全適用于飛輪脈沖電源充電系統(tǒng)。利用Matlab/Simulink建立了基于雙PI控制的充電系統(tǒng)仿真模型，并采用穩(wěn)態(tài)邊界法對(duì)其中的PI控制器參數(shù)進(jìn)行了整定，仿真結(jié)果驗(yàn)證了控制策略的正確性。
　　然后

3、，采用基于內(nèi)模解耦的滑模電流控制和滑模速度控制取代傳統(tǒng)的PI控制，利用Matlab/Simulink搭建了基于該優(yōu)化控制策略的充電系統(tǒng)仿真模型，對(duì)比仿真實(shí)驗(yàn)顯示該優(yōu)化策略可明顯減小電流和轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)。
　　最后，搭建了基于dSPACE的飛輪脈沖電源充電控制系統(tǒng)的半實(shí)物仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，完成了包括逆變器驅(qū)動(dòng)電路、電壓電流采樣電路、基于旋轉(zhuǎn)變壓器的位置信號(hào)采集電路在內(nèi)的系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)。通過(guò)該實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，完成了BLDC運(yùn)行實(shí)驗(yàn)以及矢量控制的電流