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文檔簡介
1、介電型EAP(Electro-active Polymer)發(fā)電機具有能量密度高、結構簡單、成本低、適應范圍廣、可與動力源直接耦合等優(yōu)點,因此開展對其發(fā)電能量轉換的研究,具有十分重要的理論意義和應用價值。論文主要工作如下:
在介電型EAP超彈性材料特性假設下,采用Yeoh模型,仿真了單軸拉伸下介電型EAP換能單元機電耦合特性,得到其等效電容與其機械形變量之間變化關系,簡化了電學特性研究;詳細分析了介電型EAP發(fā)電原理,對其發(fā)電
2、影響因素進行理論分析與仿真;建立了介電型EAP發(fā)電機等效電學模型,利用SABER軟件,采用數(shù)字控制電容簡化EAP機電耦合模型,仿真驗證了EAP等效電學模型;在此基礎上提出雙EAP并聯(lián)發(fā)電機結構。
針對介電型EAP發(fā)電特性,本文提出SC-BUCK這種結構及控制簡單、可實現(xiàn)高變壓比的新型能量變換器。利用等效電量法和狀態(tài)空間向量法對變換器進行了電路特性分析。根據變換器設計指標,對電路主要元件進行參數(shù)設計與選型,并利用SABER軟件對
3、設計的變換器進行仿真驗證。
完成了基于TMS320F28335 DSP芯片的介電型EAP發(fā)電機用能量變換控制的系統(tǒng)設計,包括輔助電路硬件設計和系統(tǒng)軟件設計兩個部分。針對介電型EAP發(fā)電機大脈動輸出電壓特性,對SC-BUCK變換器采用電壓、電流雙環(huán)數(shù)字PI控制,并在雙EAP并聯(lián)結構發(fā)電機輸入源下,對設計的雙環(huán)數(shù)字PI控制器進行了仿真驗證。
在直線拉伸運動平臺上,對錐環(huán)型EAP換能單元發(fā)電特性進行了試驗研究。對設計并制作
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