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非接触电能传输(Contactless Power Transfer, CPT)技术应用于电动汽车非接触充电能提高电动汽车充电的安全性和便利性,更有利于实现与电网交互(Vehicle to Grid,V2G)。然而,非接触电能传输系统的输出特性复杂,自身参数的改变和外界的扰动都会导致系统的电能输出发生显著的变化,影响系统输出电能质量。因此,研究电动汽车非接触充电系统的输出控制策略具有重要意义。 本文研究了磁谐振耦合式非接触充电系统的原理、系统特性,提出并实现了具体的控制策略以完成电动汽车非接触充电系统的输出控制。具体研究工作如下: 系统地综述了磁谐振耦合式(Magnetic Coupled Resonance,MRC)非接触电能传输系统的工作原理和国内外研究现状。由于目前磁谐振耦合式非接触电能传输系统的控制策略研究较少,对传统的磁感应耦合式非接触电能传输系统的控制策略研究工作做了综述。 用等效电路方法对磁谐振耦合式非接触电能传输系统进行了建模,根据电路模型得出了系统在过耦合、临界耦合、欠耦合条件下的频率-效率和频率-输出功率的理论关系。利用Matlab/Simulink建立了能精确反映系统特性的仿真模型。以仿真模型为基础得到了非接触充电系统的频率特性,并验证了过耦合条件下调频(Pulse Frequency Modulation,PFM)控制策略对控制系统输出功率的可行性。 确定了以原边直流母线电流作为输入前馈量,副边电压电流作为输出反馈量的反馈-前馈控制结构,提出了基于模糊控制的磁谐振耦合式非接触充电系统PFM控制策略;设计了能够实现PFM控制策略的模糊控制器,通过Simulink仿真验证了模糊控制器的有效性;在DSP+CPLD的系统控制板上实现了基于模糊控制的PFM控制策略,通过在所确定的频率区间内进行调频可以实现非接触充电系统的恒流输出控制;在非接触充电系统示范平台上实现了不同电流值的电动汽车恒流充电,当系统出现温度过高、线圈短路、负载开路等问题时,可以实现自动保护。基于模糊控制的PFM控制策略具有输出电能稳定,可靠性高的特点,提高了非接触充电系统的实用性和可靠性。