IPT系統(tǒng)頻率分岔特性研究及其在控制中的應(yīng)用.pdf

1、為解決電氣接觸部分容易產(chǎn)生火花、積碳、磨損及接觸不良等問(wèn)題，無(wú)線電能傳輸技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，在眾多無(wú)線電能傳輸技術(shù)中其中目前最為普遍也相對(duì)較為成熟的就是感應(yīng)電能傳輸（InductivePowerTransfer，簡(jiǎn)稱IPT）技術(shù)。
　　在IPT系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，原邊諧振補(bǔ)償環(huán)節(jié)需要將逆變環(huán)節(jié)輸出的電壓與電流補(bǔ)償至同相狀態(tài)，以實(shí)現(xiàn)軟開(kāi)關(guān)工作模式，減小開(kāi)關(guān)損耗和EMI值。在對(duì)于IPT系統(tǒng)的研究中，我們發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)參數(shù)的變化會(huì)給系統(tǒng)帶來(lái)一些奇異現(xiàn)象，最

2、常見(jiàn)的現(xiàn)象就是軟開(kāi)關(guān)頻率分岔，并由此帶來(lái)了系統(tǒng)的功率傳輸能力降低、工作狀態(tài)不穩(wěn)定甚至完全無(wú)法正常工作等問(wèn)題，給系統(tǒng)的分析、設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)造成了很大的障礙。因此研究IPT系統(tǒng)軟開(kāi)關(guān)工作點(diǎn)頻率分岔的機(jī)理和對(duì)分岔的控制方法，有助于我們了解IPT系統(tǒng)，更好地設(shè)計(jì)和控制IPT系統(tǒng)。
　　本文以全橋結(jié)構(gòu)的感應(yīng)電能傳輸系統(tǒng)為研究對(duì)象，針對(duì)定頻的工作方式提出一種基于頻率特性的參數(shù)優(yōu)化策略；針對(duì)浮頻控制，提出一種基于定頻擾動(dòng)的分岔控制的策略，本文主要研

3、究?jī)?nèi)容有：
　　①分析和對(duì)比了傳統(tǒng)交流阻抗建模和頻閃映射建模的區(qū)別；采用頻閃映射建模方法與周期不動(dòng)點(diǎn)理論，對(duì)IPT系統(tǒng)建立精確的數(shù)學(xué)模型，基于該模型分析系統(tǒng)負(fù)載和耦合系數(shù)變化條件下的軟開(kāi)關(guān)頻率特性和系統(tǒng)的狀態(tài)、效率及功率等特性。并對(duì)IPT系統(tǒng)4種典型拓?fù)湓谪?fù)載和諧振頻率變化條件下的軟開(kāi)關(guān)頻率和狀態(tài)的特性進(jìn)行了定性的分析和總結(jié)。
　?、诜謩e基于交流阻抗分析法和頻閃映射建模分析法，分析了IPT系統(tǒng)軟開(kāi)關(guān)工作頻率、原邊諧振電流、負(fù)

4、載輸出電壓與負(fù)載的關(guān)系；研究基于交流阻抗分析法的參數(shù)優(yōu)化在頻率控制中存在的問(wèn)題；提出一種新的參數(shù)優(yōu)化方法解決了頻率穩(wěn)定性和分岔區(qū)工作的問(wèn)題，能實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)工作頻率的近似恒定。
　?、刍诜蔷€性動(dòng)力學(xué)在相平面對(duì)頻率分岔以及對(duì)應(yīng)的極限環(huán)吸引子和吸引域進(jìn)行了分析；基于Floquet定理分析了IPT系統(tǒng)多諧振軟開(kāi)關(guān)工作點(diǎn)自治振蕩的穩(wěn)定性；分析了定頻擾動(dòng)對(duì)系統(tǒng)頻率分岔的作用并提出了一種基于定頻擾動(dòng)的輸送控制策略，并通過(guò)仿真進(jìn)行了驗(yàn)證；對(duì)比了基于