用于介電型EAP發(fā)電機(jī)的電壓變換器研究.pdf

1、環(huán)境污染與經(jīng)濟(jì)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(shí)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(diǎn)受到越來越多的關(guān)注和研究。本文研究的主要內(nèi)容如下：
　　建立EAP單元發(fā)電電路模型并進(jìn)行發(fā)電過程仿真分析。構(gòu)建EAP發(fā)電機(jī)系統(tǒng)總體方案，分析升壓變換器設(shè)計(jì)的關(guān)鍵技術(shù)因素。對(duì)不同充電方式的充電效率進(jìn)行理論計(jì)算，并對(duì)恒壓充電

2、方式進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)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?fù)渥鳛橹麟娐吠負(fù)?，分析其工作模態(tài)和工作波形?？偨Y(jié)電路中的損耗來源并進(jìn)行參數(shù)設(shè)計(jì)和器件選擇。設(shè)計(jì)系統(tǒng)必須的硬件輔助電路。對(duì)主電路進(jìn)行開環(huán)仿真，對(duì)比分析電阻負(fù)載和容性負(fù)載時(shí)的仿真波形，證明閉環(huán)調(diào)節(jié)對(duì)EAP充電的必要性。
　　應(yīng)用狀態(tài)空間平均法建立主電路的小信號(hào)模型，設(shè)計(jì)主電路的雙閉環(huán)PI控制模型并

3、進(jìn)行參數(shù)調(diào)節(jié)和整定，在Simulink中建立電壓電流雙環(huán)控制模型并進(jìn)行閉環(huán)仿真，證明設(shè)計(jì)的雙閉環(huán)控制系統(tǒng)具有良好的動(dòng)態(tài)和穩(wěn)態(tài)性能。編寫基于TMS320F28335的控制程序?qū)崿F(xiàn)系統(tǒng)數(shù)字控制。
　　搭建實(shí)驗(yàn)平臺(tái)進(jìn)行軟硬件聯(lián)合調(diào)試，根據(jù)實(shí)驗(yàn)測(cè)試波形分析兩個(gè)輸出電容不均壓的原因，研究通過對(duì)兩個(gè)電容電壓采樣來調(diào)節(jié)占空比實(shí)現(xiàn)均壓。實(shí)驗(yàn)測(cè)試占空比調(diào)節(jié)后的電容電壓實(shí)現(xiàn)均衡，證明了所分析原因的合理性。在不同實(shí)驗(yàn)條件下對(duì)主電路進(jìn)行測(cè)試，得到全負(fù)載范