用于介電型EAP發(fā)電機的電壓變換器研究.pdf

1、環(huán)境污染與經濟發(fā)展為能源供給帶來越來越大的壓力，新能源開發(fā)利用成為時代發(fā)展的必然需求。介電型EAP(Electro-active Polymer)作為新興的智能材料，以其高能量密度、高效率、低成本和環(huán)境影響小等優(yōu)點受到越來越多的關注和研究。本文研究的主要內容如下：
　　建立EAP單元發(fā)電電路模型并進行發(fā)電過程仿真分析。構建EAP發(fā)電機系統(tǒng)總體方案，分析升壓變換器設計的關鍵技術因素。對不同充電方式的充電效率進行理論計算，并對恒壓充電

2、方式進行實驗驗證，研究采用先恒流再恒壓的兩段式充電方法以提高充電效率。
　　分析EAP充電升壓變換系統(tǒng)組成，確定耦合電感-輸出倍壓式拓撲作為主電路拓撲，分析其工作模態(tài)和工作波形。總結電路中的損耗來源并進行參數(shù)設計和器件選擇。設計系統(tǒng)必須的硬件輔助電路。對主電路進行開環(huán)仿真，對比分析電阻負載和容性負載時的仿真波形，證明閉環(huán)調節(jié)對EAP充電的必要性。
　　應用狀態(tài)空間平均法建立主電路的小信號模型，設計主電路的雙閉環(huán)PI控制模型并

3、進行參數(shù)調節(jié)和整定，在Simulink中建立電壓電流雙環(huán)控制模型并進行閉環(huán)仿真，證明設計的雙閉環(huán)控制系統(tǒng)具有良好的動態(tài)和穩(wěn)態(tài)性能。編寫基于TMS320F28335的控制程序實現(xiàn)系統(tǒng)數(shù)字控制。
　　搭建實驗平臺進行軟硬件聯(lián)合調試，根據實驗測試波形分析兩個輸出電容不均壓的原因，研究通過對兩個電容電壓采樣來調節(jié)占空比實現(xiàn)均壓。實驗測試占空比調節(jié)后的電容電壓實現(xiàn)均衡，證明了所分析原因的合理性。在不同實驗條件下對主電路進行測試，得到全負載范