收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

双拾取ICPT系统动态建模和鲁棒H_∞保性能控制研究

高雯莉  
【摘要】:基于电磁感应原理、大功率高频逆变及谐振补偿结构的感应耦合电能传输(Inductively coupling power transfer,ICPT)技术作为一种非接触式供电方式,摆脱了传统接触式供电带来的各种弊端。在以轨道交通牵引供电等大功率供电场合为应用背景的非接触牵引供电领域,副边采用单个电能拾取线圈的ICPT系统无法满足大功率的使用要求,双拾取线圈能更好地提高系统的传输特性,更适合于有大功率输出要求的应用场合。双拾取ICPT系统在提高输出功率的同时需要保证其稳定性,而负载两端输出电压稳定是保证输出功率稳定的重要前提。在系统中增设谐振补偿网络虽然可以实现输出电压的稳定,但会提高系统阶数,导致系统对参数变化及外部扰动高度灵敏,研究确保参数摄动和外部扰动下双拾取ICPT系统的鲁棒稳定性和性能鲁棒性的方法具有重要的理论和现实意义。在双拾取ICPT系统中,虽然可以通过增设谐振补偿网络实现原边发射线圈电流恒定与负载两端输出电压稳定,但不同的谐振补偿结构因其自身特点的不同,适应场合也不同,为此,本文基于阻抗分析法对比分析了四种基本谐振补偿结构和五种常见混合谐振补偿结构的恒流稳压性及传输特性,选择采用D-LCL型混合谐振补偿结构。针对D-LCL补偿型双拾取ICPT系统对发射线圈和拾取线圈电感的微小变化极度灵敏的问题,在利用状态空间法建立的动态模型的基础上引入了发射线圈和拾取线圈电感的不确定性,得到不确定模型,并对不确定模型标称模块和不确定模块进行分离,为基于线性矩阵不等式实现对双拾取ICPT系统的控制做准备。当D-LCL补偿型双拾取ICPT系统受到参数扰动和外部干扰时,会降低输出电压的稳定性,针对动态模型引入外部干扰,在此基础上,设计H_∞鲁棒控制器,并对H_∞鲁棒控制下双拾取ICPT系统抑制参数扰动和外部干扰的能力进行验证。针对H_∞鲁棒控制无法使得双拾取ICPT系统输出电压达到期望指标要求的问题,采用保性能控制策略设计输出反馈保性能控制器,以保证对于所允许的发射线圈和拾取线圈电感不确定性,输出电压都具有期望的鲁棒性能。为了实现双拾取ICPT系统在外部扰动及参数摄动下的鲁棒稳定性和性能鲁棒性,将H_∞鲁棒控制与保性能控制相结合,设计一种基于D-LCL补偿的双拾取ICPT系统的鲁棒H_∞保性能控制器,在MATLAB/Simulink平台搭建了鲁棒H_∞保性能控制下D-LCL补偿型双拾取ICPT系统的闭环仿真模型,验证了闭环系统的鲁棒稳定性,抗外扰能力与参数摄动下对参考输入的跟踪能力。数值算例及仿真结果表明,基于鲁棒H_∞保性能控制的D-LCL补偿型双拾取ICPT在电压极度灵敏的情况下拥有很好的鲁棒稳定性和性能鲁棒性,负载两端输出电压对输入的方波信号有良好的跟踪性能。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前17条
1 许庆虎;王建国;汪权;;地震激励下参数不确定结构重叠分散保性能控制[J];计算力学学报;2018年03期
2 姚华利;孙洪飞;;不确定非线性系统的鲁棒H_∞保性能控制[J];厦门大学学报(自然科学版);2012年06期
3 齐春燕;;不确定时滞系统的状态反馈保性能控制器设计[J];内江师范学院学报;2009年04期
4 王天成,王耀才,王军威,年晓红;变时滞不确定控制系统的保性能控制器设计[J];中国矿业大学学报;2005年04期
5 王庆超;蔡鹏;;基于最优保性能控制的互联大系统实例研究[J];哈尔滨工业大学学报;2005年12期
6 胡俊强;罗毅平;;具有时变时滞和无时滞耦合复杂动态网络的同步保性能控制[J];湖南工程学院学报(自然科学版);2017年01期
7 韦俊青;金朝永;刘瑾;;基于观测器的不确定性系统鲁棒保性能控制探析[J];科技促进发展;2012年s1期
8 罗毅平;周笔锋;;变时滞复杂网络同步牵制保性能控制器设计[J];计算机工程与应用;2014年20期
9 赵金辉;;不确定广义大系统的分散保性能控制[J];曲阜师范大学学报(自然科学版);2012年02期
10 葛动元;姚锡凡;;平面二级倒立摆的保性能控制[J];机械设计与制造;2010年01期
11 葛动元;姚锡凡;;保性能控制在平面一级倒立摆的应用研究[J];机械设计与制造;2009年07期
12 徐建省;王永骥;;一类约束条件下的跟踪保性能控制[J];控制理论与应用;2008年05期
13 徐建省;王永骥;;约束条件下导弹姿态跟踪保性能控制[J];现代防御技术;2007年04期
14 龙滔;杜雨颖;刘志东;;不确定时滞系统的可靠保性能控制[J];北京机械工业学院学报;2006年04期
15 俞立,徐建明;具有控制约束的不确定离散系统最优保性能控制[J];系统工程与电子技术;2004年10期
16 徐建明,俞立;具有控制约束的不确定离散时滞系统最优保性能控制[J];系统工程理论与实践;2004年11期
17 孙凤琪;;时不变时滞奇异摄动控制系统的保性能控制[J];吉林大学学报(理学版);2015年05期
中国重要会议论文全文数据库 前6条
1 薛安克;蒋楠;徐生林;周晓慧;;不确定系统的H_∞鲁棒优化保性能控制与应用研究[A];第二十二届中国控制会议论文集(上)[C];2003年
2 杨晓红;徐建明;;关联多时滞大系统的分散保性能控制[A];2009年中国智能自动化会议论文集(第六分册)[中南大学学报(增刊)][C];2009年
3 金辉;张高民;;不确定关联时滞系统的可靠保性能鲁棒控制[A];2007中国控制与决策学术年会论文集[C];2007年
4 付成宏;何勇;吴敏;袁松贵;;基于二维模型的保性能鲁棒离散重复控制[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
5 佘君;孙敬武;罗小元;关新平;;不确定中立型系统的可靠保性能鲁棒控制[A];第二十三届中国控制会议论文集(上册)[C];2004年
6 秦磊;付艳明;段广仁;;含有时滞的线性跳跃系统的保性能控制[A];第二十四届中国控制会议论文集(上册)[C];2005年
中国博士学位论文全文数据库 前15条
1 李云玲;不确定非线性系统的保性能控制方法研究[D];哈尔滨工业大学;2019年
2 李砚玲;基于μ综合的ICPT系统鲁棒控制研究[D];重庆大学;2012年
3 陈国定;线性不确定系统鲁棒控制研究[D];浙江大学;2001年
4 杨芳勋;基于ICPT的无线电能传输网关键技术研究[D];重庆大学;2012年
5 仇翔;基于切换系统的供应链网络牛鞭效应控制研究[D];浙江工业大学;2015年
6 严志国;随机系统有限时间控制[D];天津大学;2011年
7 刘秀湘;脉冲时滞系统的鲁棒稳定性、鲁棒控制和脉冲镇定研究[D];华南理工大学;2005年
8 李玉玲;时延双边遥操作机器人系统控制方法研究[D];北京科技大学;2016年
9 王鹏;铁道车辆馈能式主动悬架研究[D];西南交通大学;2015年
10 荆奇;信息网络系统拥塞控制技术研究[D];哈尔滨工程大学;2014年
11 刘富春;基于跳变系统方法的采样控制系统设计[D];哈尔滨工业大学;2008年
12 赵志斌;基于NLP建模的ICPT系统参数优化[D];重庆大学;2012年
13 张霓;参数不确定线性混杂系统的鲁棒控制及应用[D];浙江大学;2002年
14 王建琴;限制水域中船舶路径保持与跟踪控制研究[D];上海交通大学;2019年
15 张爱清;广义系统与广义随机系统的容错控制[D];华中科技大学;2007年
中国硕士学位论文全文数据库 前20条
1 高雯莉;双拾取ICPT系统动态建模和鲁棒H_∞保性能控制研究[D];兰州交通大学;2020年
2 李梦奇;典型网络通信控制系统建模与控制方法研究[D];北方工业大学;2019年
3 刘树娜;非线性广义系统的鲁棒H_∞保性能控制研究[D];河北科技大学;2013年
4 尚阿曼;奇异时滞系统的非脆弱保性能控制及其可靠控制[D];陕西师范大学;2012年
5 王梅;多重约束下的广义保性能控制[D];福建师范大学;2013年
6 牛艳荣;非线性系统的容错保性能控制研究[D];河北科技大学;2012年
7 钱正伟;非线性系统的模糊容错保性能控制[D];天津大学;2007年
8 陈广爱;随机系统的二次保性能控制、状态反馈H_∞控制及稳定性的研究[D];山东科技大学;2007年
9 孙超君;不确定性非线性时滞系统保性能控制研究[D];中国海洋大学;2004年
10 李俊;指数型状态观测器与保性能控制[D];西北工业大学;2005年
11 李俏;几类时滞系统的保性能控制和鲁棒H∞滤波器设计[D];陕西师范大学;2011年
12 徐惠三;自激推挽ICPT系统效率分析与优化设计[D];西安科技大学;2017年
13 代林;LCL-S型ICPT系统的电能与信号同步传输技术[D];重庆大学;2018年
14 侯俊楷;基于ICPT的巡检机器人无线充电系统设计与实现[D];重庆大学;2016年
15 张帅;电动汽车ICPT供电系统耦合线圈的研究[D];重庆大学;2016年
16 李杰;基于T-S模糊模型的非线性系统的保性能控制[D];燕山大学;2003年
17 郑辉;多负载ICPT系统的频率稳定性研究[D];重庆大学;2012年
18 王海涛;不确定广义双线性系统的保性能控制[D];东北大学;2010年
19 庄裕海;新型分布式多负载自适应变拓扑ICPT系统研究[D];中国矿业大学;2015年
20 封文娟;基于T-S模糊系统的容错保性能控制[D];天津大学;2009年
中国知网广告投放
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978