| 摘要 | 第4-6页 |
| ABSTRACT | 第6-7页 |
| 符号说明 | 第11-13页 |
| 1 绪论 | 第13-23页 |
| 1.1 研究背景及意义 | 第13-14页 |
| 1.2 超级电容充电及均压系统的国内外研究现状与发展 | 第14-20页 |
| 1.2.1 国内外超级电容均压控制的研究现状与发展 | 第16-17页 |
| 1.2.2 国内外超级电容充电控制的研究现状与发展 | 第17-20页 |
| 1.3 研究内容 | 第20-21页 |
| 1.4 论文组织结构 | 第21-23页 |
| 2 超级电容建模和电压均衡策略 | 第23-42页 |
| 2.1 超级电容模型 | 第23-28页 |
| 2.1.1 模型的建立 | 第23-25页 |
| 2.1.2 超级电容模型参数的实验获取 | 第25-28页 |
| 2.2 超级电容储能阵列组成设计 | 第28-29页 |
| 2.3 分层均压控制方法 | 第29-31页 |
| 2.4 基于协同控制的开关电容均压方法 | 第31-41页 |
| 2.4.1 开关电容均压原理 | 第31-33页 |
| 2.4.2 协同控制策略设计 | 第33-37页 |
| 2.4.3 仿真结果与分析 | 第37-41页 |
| 2.5 本章小结 | 第41-42页 |
| 3 超级电容储能式城轨充电系统主电路设计 | 第42-64页 |
| 3.1 超级电容充电特性 | 第42-43页 |
| 3.2 储能式城轨充电架构 | 第43-44页 |
| 3.3 系统的主电路设计 | 第44-53页 |
| 3.3.1 输入端供电方式选择 | 第44-45页 |
| 3.3.2 主拓扑方案设计 | 第45-48页 |
| 3.3.3 主拓扑器件选型 | 第48-52页 |
| 3.3.4 功率半导体散热计算 | 第52-53页 |
| 3.4 主电路仿真与验证 | 第53-63页 |
| 3.4.1 Saber与Matlab/Simulink联合仿真背景 | 第53-54页 |
| 3.4.2 建立联合仿真过程 | 第54-56页 |
| 3.4.3 主电路Saber仿真建立过程 | 第56-57页 |
| 3.4.4 充电系统Saber与Matlab/Simulink联合仿真结果说明 | 第57-59页 |
| 3.4.5 充电系统纹波抑制方法的仿真分析 | 第59-63页 |
| 3.5 本章小结 | 第63-64页 |
| 4 基于模型预测控制的充电系统控制策略研究 | 第64-82页 |
| 4.1 模型预测控制基本原理 | 第64-65页 |
| 4.2 充电系统主电路的建模 | 第65-69页 |
| 4.2.1 系统物理模型 | 第65-67页 |
| 4.2.2 修正的连续时域模型 | 第67-68页 |
| 4.2.3 时域模型的离散化 | 第68-69页 |
| 4.3 参考轨迹及在线校正 | 第69-71页 |
| 4.3.1 参考轨迹生成 | 第69-70页 |
| 4.3.2 在线校正设计 | 第70-71页 |
| 4.4 有限时域的约束优化问题的构建 | 第71-73页 |
| 4.4.1 目标函数 | 第71-72页 |
| 4.4.2 约束条件 | 第72-73页 |
| 4.5 MPC算法实现 | 第73-76页 |
| 4.6 仿真与验证 | 第76-81页 |
| 4.6.1 MPC算法与PID算法仿真实现 | 第77-79页 |
| 4.6.2 MPC与传统PID性能对比 | 第79-81页 |
| 4.7 本章小结 | 第81-82页 |
| 5 充电系统的实现 | 第82-99页 |
| 5.1 充电系统结构 | 第82-83页 |
| 5.1.1 城轨充电及均压系统总体结构 | 第82-83页 |
| 5.1.2 充电系统硬件框架 | 第83页 |
| 5.2 充电系统硬件设计与实现 | 第83-87页 |
| 5.2.1 控制电路设计与实现 | 第83-85页 |
| 5.2.2 驱动电路设计 | 第85-86页 |
| 5.2.3 监测保护模块设计 | 第86-87页 |
| 5.3 软件设计 | 第87-90页 |
| 5.3.1 FPGA硬件描述语言设计 | 第87-89页 |
| 5.3.2 MPC算法的软件实现 | 第89-90页 |
| 5.4 充电系统的调试与运行情况 | 第90-98页 |
| 5.4.1 系统调试过程 | 第90-97页 |
| 5.4.2 系统运行情况 | 第97-98页 |
| 5.5 本章小结 | 第98-99页 |
| 6 总结与展望 | 第99-101页 |
| 6.1 总结 | 第99-100页 |
| 6.2 展望 | 第100-101页 |
| 参考文献 | 第101-109页 |
| 附录1 图索引 | 第109-112页 |
| 攻读学位期间的科研情况 | 第112-113页 |
| 致谢 | 第113页 |
