飛輪電池電力轉換控制器的分析與研究.pdf

1、飛輪電池由于具有能量密度高、無污染等一系列獨特的性能，已經(jīng)成為電池行列一支新生的力量，并在許多方面有取代化學電池的趨勢。隨著新型復合材料和稀土永磁材料、電機技術、磁懸浮技術和電力電子技術的飛速發(fā)展，其應用涉及到航空航天、電動汽車、分布式發(fā)電系統(tǒng)、電力質量與蓄能發(fā)電、不間斷電源等等領域。本文對飛輪電池電力轉換控制系統(tǒng)進行了分析與研究，設計了飛輪電池充放電控制主電路，深入探討了改善與提高控制系統(tǒng)動態(tài)性能以及可靠性能的先進控制算法，最后就飛輪

2、電池在不間斷電源中的應用方面進行了研究。 本文所做研究工作主要表現(xiàn)在如下幾個方面： 分析了飛輪電池充放電數(shù)學模型，對充放電的工作原理以及矢量控制思想進行了說明，設計了飛輪電池電力轉換空間矢量控制系統(tǒng)雙閉環(huán)結構，并對充放電連續(xù)過程仿真，驗證了整個系統(tǒng)設計的正確有效性。 研究了多種改進算法智能控制器以改善控制系統(tǒng)的動態(tài)性能。主要研究了復合模糊-PI控制器、改進算法單神經(jīng)元控制器、變學習速率BP神經(jīng)網(wǎng)絡控制器等，并將它

3、們應用到飛輪電池充放電控制中來，實現(xiàn)了自適應控制；最后對各種智能控制策略的控制性能進行了對比分析，確定了模糊控制性能相對最優(yōu)。 在前面研究基礎之上，為提高電力轉換控制系統(tǒng)的可靠性，研究了一種較新穎的飛輪電池無速度傳感器矢量控制系統(tǒng)。無需速度傳感器反饋信號是本課題在飛輪電池控制系統(tǒng)上一個優(yōu)異的特性。然而在一個高性能的速度閉環(huán)控制系統(tǒng)中，速度反饋信號又是必須的，故無速度傳感器方法對于提高系統(tǒng)可靠性、降低系統(tǒng)成本都非常有利。本文提出了