为实现感应电能传输(inductivepowertransfer,IPT)系统在负载变化下的恒定电压和高效电能输出,提出一种基于线性自抗扰控制(linear active disturbance rejection control,LADRC)的恒压输出和基于阻抗匹配技术的最大效率跟踪的复合控制...为实现感应电能传输(inductivepowertransfer,IPT)系统在负载变化下的恒定电压和高效电能输出,提出一种基于线性自抗扰控制(linear active disturbance rejection control,LADRC)的恒压输出和基于阻抗匹配技术的最大效率跟踪的复合控制方法。首先,分析LCC-S型IPT系统的参数与效率、输出功率的关系,通过参数优化设计使最优效率达到最大化;然后,在副边采用基于Buck-Boost电路的阻抗匹配技术以实现最大效率跟踪,同时在原边设计一阶LADRC对输出电压进行闭环控制,并给出控制器参数选取规则,所提复合控制方法保证效率和电压2个控制回路之间的解耦运行;最后,搭建实验平台对理论分析进行验证。实验结果表明,当负载电阻从满载到轻载变化时,所提系统可以实现恒压输出,整体效率保持在85.7%,与比例积分控制相比,LADRC对负载扰动和参考电压扰动具有更好的输出电压动态调节作用。展开更多
为保证燃料电池系统在负载工况变化条件下仍能无扰动地运行在最大效率点,提出一种基于遗忘因子递推最小二乘(forgetting factor recursive least square,FFRLS)在线辨识和Super-Twisting滑模算法的燃料电池系统实时最大效率跟踪方法。...为保证燃料电池系统在负载工况变化条件下仍能无扰动地运行在最大效率点,提出一种基于遗忘因子递推最小二乘(forgetting factor recursive least square,FFRLS)在线辨识和Super-Twisting滑模算法的燃料电池系统实时最大效率跟踪方法。该方法基于非线性曲线拟合原理,根据系统实时测量数据,在单位控制周期内实现对燃料电池最大效率点功率的实时估计。采用Super-Twisting滑模算法,保证燃料电池系统在负载工况变化情况下仍能运行在最大效率点。在搭建的测试平台上,开展了多指标性能测试与对比分析。实验结果表明,与扰动观测(perturb and observe,P&O)算法相比,所提出的方法优势更加明显。另外,针对燃料电池输出存在大扰动问题,与PID控制效果进行了对比实验。实验结果显示:Super-Twisting滑模控制变换器在输入电压大扰动下具有较强的鲁棒性,有利于燃料电池系统长期稳定运行。展开更多
基于脉冲密度调制PDM(pulse density modulation)的双边协同控制使得无线电能传输WPT(wireless power transfer)系统在耦合系数和负载阻抗变化的情况下能够保持最大效率传输,但是在系统启动及电池恒流恒压充电切换时会产生远高于额定值...基于脉冲密度调制PDM(pulse density modulation)的双边协同控制使得无线电能传输WPT(wireless power transfer)系统在耦合系数和负载阻抗变化的情况下能够保持最大效率传输,但是在系统启动及电池恒流恒压充电切换时会产生远高于额定值的电流/电压超调。为了解决超调问题,保证电池充电稳定性,提出了一种抗饱和控制策略。首先,基于WPT系统的等效电路模型分析最大效率点跟踪的工作原理;然后,结合WPT系统两侧控制量的协同工作过程,解析系统启动及电池恒流恒压充电切换时的超调现象,给出恒流恒压控制器设计方法,将反计算抗饱和算法与控制器设计相结合,提出抗饱和控制策略;最后,搭建了仿真模型,验证所提出的抗饱和策略能够有效抑制控制器饱和导致的超调,减少系统到达稳态的时间,降低电流/电压的超调带来的元器件应力。展开更多
文摘为实现感应电能传输(inductivepowertransfer,IPT)系统在负载变化下的恒定电压和高效电能输出,提出一种基于线性自抗扰控制(linear active disturbance rejection control,LADRC)的恒压输出和基于阻抗匹配技术的最大效率跟踪的复合控制方法。首先,分析LCC-S型IPT系统的参数与效率、输出功率的关系,通过参数优化设计使最优效率达到最大化;然后,在副边采用基于Buck-Boost电路的阻抗匹配技术以实现最大效率跟踪,同时在原边设计一阶LADRC对输出电压进行闭环控制,并给出控制器参数选取规则,所提复合控制方法保证效率和电压2个控制回路之间的解耦运行;最后,搭建实验平台对理论分析进行验证。实验结果表明,当负载电阻从满载到轻载变化时,所提系统可以实现恒压输出,整体效率保持在85.7%,与比例积分控制相比,LADRC对负载扰动和参考电压扰动具有更好的输出电压动态调节作用。
文摘为保证燃料电池系统在负载工况变化条件下仍能无扰动地运行在最大效率点,提出一种基于遗忘因子递推最小二乘(forgetting factor recursive least square,FFRLS)在线辨识和Super-Twisting滑模算法的燃料电池系统实时最大效率跟踪方法。该方法基于非线性曲线拟合原理,根据系统实时测量数据,在单位控制周期内实现对燃料电池最大效率点功率的实时估计。采用Super-Twisting滑模算法,保证燃料电池系统在负载工况变化情况下仍能运行在最大效率点。在搭建的测试平台上,开展了多指标性能测试与对比分析。实验结果表明,与扰动观测(perturb and observe,P&O)算法相比,所提出的方法优势更加明显。另外,针对燃料电池输出存在大扰动问题,与PID控制效果进行了对比实验。实验结果显示:Super-Twisting滑模控制变换器在输入电压大扰动下具有较强的鲁棒性,有利于燃料电池系统长期稳定运行。
文摘基于脉冲密度调制PDM(pulse density modulation)的双边协同控制使得无线电能传输WPT(wireless power transfer)系统在耦合系数和负载阻抗变化的情况下能够保持最大效率传输,但是在系统启动及电池恒流恒压充电切换时会产生远高于额定值的电流/电压超调。为了解决超调问题,保证电池充电稳定性,提出了一种抗饱和控制策略。首先,基于WPT系统的等效电路模型分析最大效率点跟踪的工作原理;然后,结合WPT系统两侧控制量的协同工作过程,解析系统启动及电池恒流恒压充电切换时的超调现象,给出恒流恒压控制器设计方法,将反计算抗饱和算法与控制器设计相结合,提出抗饱和控制策略;最后,搭建了仿真模型,验证所提出的抗饱和策略能够有效抑制控制器饱和导致的超调,减少系统到达稳态的时间,降低电流/电压的超调带来的元器件应力。
