π-S諧振型ECPT系統(tǒng)建模及其準(zhǔn)滑模控制.pdf

1、無線電能傳輸技術(shù)(Wireless Power Transmission Technique)是近年興起的一種電源與用電設(shè)備間非物理接觸的電能接入技術(shù)。ICPT(Inductive Coupled Power Transfer)和ECPT(Electrical-field Coupled Power Transfer)作為其主要的傳輸方式，備受廣大科技工作者青睞。
　　ECPT系統(tǒng)利用電場耦合實現(xiàn)能量傳輸，其系統(tǒng)輕便小巧，且不受金

2、屬等物體影響，可以很好的彌補ICPT系統(tǒng)的不足。電場耦合屬于松耦合，其耦合系數(shù)M C較小，ECPT系統(tǒng)需要較高的工作頻率來增大系統(tǒng)的傳輸功率和傳輸效率。較高的工作頻率增大了系統(tǒng)主電路寄生參數(shù)的敏感性和主電路設(shè)計難度。目前，ECPT系統(tǒng)電能變換網(wǎng)絡(luò)主要采用 E類放大器和推挽式的形式，較高的工作頻率使得全橋和半橋逆變器的動力學(xué)行為表現(xiàn)較差。為了深入了解 ECPT系統(tǒng)的傳輸特性，推廣ECPT傳輸技術(shù)的應(yīng)用，本文以π-S型ECPT系統(tǒng)為研究對象

3、，主要從以下幾個方面研究ECPT系統(tǒng)：
　?、俜治靓?S型ECPT系統(tǒng)的驅(qū)動電路和主電路高頻寄生參數(shù)特性，采取電磁隔離的方式實現(xiàn)數(shù)字信號和主電路模擬信號隔離，并采用改進型放電電阻吸收電路降低主電路寄生參數(shù)對系統(tǒng)動力學(xué)行為特性的影響。
　?、诜治鱿到y(tǒng)的諧振網(wǎng)絡(luò)的補償電感位置特性、電壓放大特性和系統(tǒng)電壓增益特性，得出系統(tǒng)軟開關(guān)工作的邊界條件，搭建系統(tǒng)仿真模型進行仿真驗證，并得出系統(tǒng)的參數(shù)設(shè)計方法和軟開關(guān)實現(xiàn)方法。
　?、塾?/p>

4、GSSA建模方法把時域內(nèi)非線性的ECPT系統(tǒng)通過傅里葉級數(shù)分解為頻域內(nèi)的線性廣義狀態(tài)空間平均模型，并通過搭建系統(tǒng)仿真模型進行了有效性認(rèn)證。
　?、茉谟肎SSA建模方法建立系統(tǒng)廣義狀態(tài)空間平均模型的基礎(chǔ)上，采用準(zhǔn)滑模變結(jié)構(gòu)控制方法，求解系統(tǒng)的切換函數(shù)和控制律，設(shè)計系統(tǒng)的準(zhǔn)滑?？刂破?，由BUCK控制電路占空比取值在0到1的臨界條件求解系統(tǒng)的準(zhǔn)滑動模態(tài)區(qū)。通過搭建系統(tǒng)拓撲仿真模型的方式，驗證滑?？刂破鞯挠行院汪敯舴€(wěn)定性，并搭建系統(tǒng)實驗