基于開關(guān)變換器的蓄電池模擬系統(tǒng)研究.pdf

1、使用蓄電池的設(shè)備在研發(fā)過程中,不可避免地要對(duì)設(shè)備的性能進(jìn)行測(cè)試。如果在測(cè)試過程中使用真實(shí)的蓄電池,則存在開發(fā)周期長(zhǎng)、成本高以及環(huán)境污染的眾多問題。這就需要一種能夠模擬蓄電池充放電特性的設(shè)備,本文基于這個(gè)目的對(duì)如何用開關(guān)變換器實(shí)現(xiàn)具有蓄電池輸出特性的電源進(jìn)行研究。
　　本文首先建立蓄電池的模型,給出了電池充電模型和放電模型的數(shù)學(xué)表達(dá)式,并對(duì)其中未知參數(shù)的求解方法進(jìn)行研究。通過與電池手冊(cè)中的充放電曲線對(duì)比,采用曲線擬合的方法對(duì)電池的充

2、電模型進(jìn)行優(yōu)化。
　　為了實(shí)現(xiàn)對(duì)蓄電池外特性的模擬,本文提出了三種電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),分別是PWM整流電路、晶閘管雙重整流電路和BUCK斬波變換電路。建立了PWM整流器在三種坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型,采用功率解耦控制的方法對(duì)PWM整流器進(jìn)行控制系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì);對(duì)晶閘管雙重整流電路進(jìn)行建模分析,使用時(shí)間加權(quán)誤差絕對(duì)值積分(ITAE)指標(biāo)選擇合適的PI控制器參數(shù);運(yùn)用狀態(tài)空間平均法建立BUCK電路工作在連續(xù)狀態(tài)時(shí)的數(shù)學(xué)模型并進(jìn)行補(bǔ)償環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)。最

3、后在MATLAB/SIMULINK中搭建了各自的仿真模型,在恒電阻放電、恒流充放電、帶直流電機(jī)負(fù)載等工況進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn),驗(yàn)證了這三種電路的有效性。
　　最后本文選擇BUCK電路的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)制作了試驗(yàn)樣機(jī),對(duì)主電路、驅(qū)動(dòng)電路、輔助電源電路以及直流電壓電流檢測(cè)調(diào)理電路、溫度檢測(cè)電路等進(jìn)行了詳細(xì)設(shè)計(jì)。本文采用DSP2812作為控制芯片,對(duì)主程序、AD中斷程序、定時(shí)器中斷程序和數(shù)字PID程序分別進(jìn)行設(shè)計(jì)。
　　通過仿真分析可見本文所設(shè)計(jì)