介電型EAP發(fā)電系統(tǒng)研究.pdf

1、介電型EAP（Electro-active Polymer）發(fā)電機(jī)具有能量密度高、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低、適應(yīng)范圍廣、可與動(dòng)力源直接耦合等優(yōu)點(diǎn)，因此開展對(duì)其發(fā)電能量轉(zhuǎn)換的研究，具有十分重要的理論意義和應(yīng)用價(jià)值。論文主要工作如下：
　　在介電型EAP超彈性材料特性假設(shè)下，采用Yeoh模型，仿真了單軸拉伸下介電型EAP換能單元機(jī)電耦合特性，得到其等效電容與其機(jī)械形變量之間變化關(guān)系，簡(jiǎn)化了電學(xué)特性研究；詳細(xì)分析了介電型EAP發(fā)電原理，對(duì)其發(fā)電

2、影響因素進(jìn)行理論分析與仿真；建立了介電型EAP發(fā)電機(jī)等效電學(xué)模型，利用SABER軟件，采用數(shù)字控制電容簡(jiǎn)化EAP機(jī)電耦合模型，仿真驗(yàn)證了EAP等效電學(xué)模型；在此基礎(chǔ)上提出雙EAP并聯(lián)發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)。
　　針對(duì)介電型EAP發(fā)電特性，本文提出SC-BUCK這種結(jié)構(gòu)及控制簡(jiǎn)單、可實(shí)現(xiàn)高變壓比的新型能量變換器。利用等效電量法和狀態(tài)空間向量法對(duì)變換器進(jìn)行了電路特性分析。根據(jù)變換器設(shè)計(jì)指標(biāo)，對(duì)電路主要元件進(jìn)行參數(shù)設(shè)計(jì)與選型，并利用SABER軟件對(duì)

3、設(shè)計(jì)的變換器進(jìn)行仿真驗(yàn)證。
　　完成了基于TMS320F28335 DSP芯片的介電型EAP發(fā)電機(jī)用能量變換控制的系統(tǒng)設(shè)計(jì)，包括輔助電路硬件設(shè)計(jì)和系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)兩個(gè)部分。針對(duì)介電型EAP發(fā)電機(jī)大脈動(dòng)輸出電壓特性，對(duì)SC-BUCK變換器采用電壓、電流雙環(huán)數(shù)字PI控制，并在雙EAP并聯(lián)結(jié)構(gòu)發(fā)電機(jī)輸入源下，對(duì)設(shè)計(jì)的雙環(huán)數(shù)字PI控制器進(jìn)行了仿真驗(yàn)證。
　　在直線拉伸運(yùn)動(dòng)平臺(tái)上，對(duì)錐環(huán)型EAP換能單元發(fā)電特性進(jìn)行了試驗(yàn)研究。對(duì)設(shè)計(jì)并制作