基于mppt的热电转换能量调节器研究与设计

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1、基于MPPT的热电（申请工学硕士学位论文）转换能量调节器基于MPPT的热电转换能量调节器的研研究与设计究与设计培养单位：自动化学院学科专业：控制科学与工程魏研究生：魏飞飞指导老师：石英教授武汉2014年5月理工大学万方数据类号密级公开UDC学校代码10497学位论文题目基于MPPT的热电转换能量调节器研究与设计英文ResearchandDesignofEnergyRegulatorforThermoeletric题目ConversionBasedonMPPT研究生姓名魏飞姓名石英职称教授学位博士指导教师单位名称自动化学院邮编430070

2、申请学位级别硕士学科专业名称控制科学与工程论文提交日期2014年5月论文答辩日期2014.5.21学位授予单位武汉理工大学学位授予日期2014.6.26答辩委员会主席全书海教授评阅人谢长君副教授孙晓明副教授2014年5月万方数据独创性声明本人声明，所呈交的论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得武汉理工大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示

3、了谢意。签名：日期：学位论文使用授权书本人完全了解武汉理工大学有关保留、使用学位论文的规定，即学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人承诺所提交的学位论文（含电子学位论文）为答辩后经修改的最终定稿学位论文，并授权武汉理工大学可以将本学位论文的全部内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存或汇编本学位论文。同时授权经武汉理工大学认可的国家有关机构或论文数据库使用或收录本学位论文，并向社会公众提供信息服务。（保密的论文在解密后应遵守此规定）研究生（签名）：导师（签名）：日期

4、:万方数据摘要近年来，随着汽车保有量逐年增大，其排放的高温尾气不但造成了环境污染且浪费能源，环保和节能已是目前汽车行业面临的两个重大问题。汽车尾气热电转换技术将尾气废热转换为电能，既绿色环保，又提高了燃料利用率，实现节能减排。热电转换系统的输出不稳定，受外界环境影响比较大，通过能量调节器实时调整系统的输出，保证系统以最大功率平稳输出尤为重要。本文研究内容如下：首先，阐述了热电转换过程中温差发电的工作原理，根据传热学原理分析了热电转换系统传热模型，给实验提供了理论依据。接着，在优选热电模块的基础上，分析了其总体结构，并搭建了汽车尾气热电转

5、换系统台架。依托该实验台架，研究并分析了热电转换系统的发电性能及其输出特性。由于热电转换系统的输出电压不稳定，必须经过能量调节器调节，汽车尾气废热产生的电能才能供车载使用。根据热电转换系统的输出特性，确定了能量调节器的拓扑结构，分析了其工作原理，计算出主电路参数，包括高频变压器、滤波电路和功率器件。在PSpice电路仿真软件中进行了主电路参数仿真分析验证。在确定主拓扑结构的基础上，完成了控制电路设计。在一定的外部环境下，热电转换系统存在唯一最大输出功率点，需要实时调节工作点，保证系统始终以最大功率输出，最有效的利用汽车尾气废热。通过Ma

6、tlab/Simulink仿真研究了最大功率点跟踪技术(MPPT)，提出了改进的最大功率跟踪算法，并在控制器上进行软件编程，采用能量调节器来调节系统工作点，实现热电转换系统的最大功率点跟踪。实验结果表明，本文设计的能量调节器具有良好的输出特性，调节速度快，能很好的实现汽车尾气热电转换系统最大功率点跟踪。关键字：热电转换；能量调节器；SIMULINK；最大功率点跟踪(MPPT)；I万方数据AbstractInrecentyears,thenumberofcarsincreasesyearbyyear,theexhaustheatnoton

7、lycausesenvironmentalpollutionandwasteenergy,environmentalprotectionandenergyconservationaretwomajorproblemscurrentlyintheautomotiveindustry.Thermoelectricconversiontechnologywillconvertexhaustheatintoelectricity,protectenvironment,improvefuelefficiency,achieveenergycons

8、ervationandreducesemissions.Theoutputofthethermoelectricconversionsystemisnotstable,affectedbytheextern