模糊控制算法下的双向DC-DC变换器研究与应用

"双向DC-DC变换器是本研究的核心主题，它突破了传统DC-DC变换器的单向能量传递限制，能够在能源转换中实现双向能量流。该课题的开题报告于2014年3月8日完成，由学生甘建徽在导师李振强老师的指导下进行研究。 研究的意义深远，主要体现在以下几个方面：首先，双向DC-DC变换器在诸如电动汽车（包括燃料电池组、动力电池和逆变器等）、储能系统、可再生能源利用（如风能、太阳能等）、不间断电源（UPS）、通信、航空电源以及工业控制等领域具有广泛的应用潜力。尤其在电动汽车领域，双向DC-DC变换器对于提高能源效率和灵活性至关重要。 国内外研究现状表明，双向DC-DC变换器的研究重点在于电路拓扑设计和控制策略。尽管在某些方面取得了进展，如软开关技术的应用使得拓扑结构日益复杂，但仍然存在一些未解决的问题，比如大信号扰动下的稳定性设计、复杂的控制技术、能量流通切换的有效性，以及如何设计高功率变换器的高频变压器等。 研究者在前期预研究阶段，通过深入阅读相关文献，了解了DC-DC变换器的基本建模、拓扑分析和参数计算方法。实际操作中，他们设计并制作了一款小型双向DC-DC变换器，规格为30W功率，16V至5V电压变换，1A电流转换。然而，研究过程中也发现了不足，如软件设计中缺乏PI控制或模糊控制算法，硬件电路存在功率传输较小的问题，以及对测试方法的理解不够深入。 这项研究旨在探索模糊控制算法在双向DC-DC变换器中的应用，以提升系统的稳定性和动态性能，同时解决现有技术难题，为实现更高效、小型化的双向能量转换系统提供理论和技术支持。未来的研究将集中在优化控制算法、改进拓扑结构以及提高大功率变换器的设计上，以满足不同应用场景的需求。"