潜艇蓄电池分级恒流充电控制系统的研究

摘要

潜艇蓄电池充电系统是潜艇电力推进系统极为重要的组成部分，关乎潜艇的动力性能、隐蔽性能和续航能力。而这些都与潜艇蓄电池充电控制系统密切相关，如何设计出可靠、安全的充电控制系统使之能够最大程度地延长蓄电池的使用时间、增加潜艇的续航能力一直是潜艇蓄电池充电系统的研究热点。
　　 本文首先在综合国内外有关文献的基础上，系统地介绍了潜艇混合电力推进系统的结构组成和较之传统推进系统的优越性，随后介绍了现有各种蓄电池的优缺点以及潜艇推进系统对蓄电池的要求，指出了选择硅能蓄电池作为潜艇充电系统所用蓄电池的原因。分析了各种现有的蓄电池充电方法后，指出了选择分级恒流充电方法作为潜艇蓄电池充电方法的原因。讨论并分析了蓄电池的几种模型，提出一种针对硅能蓄电池的建模方法：实验法，并给出了实验法建立模型的步骤，最后建立了硅能蓄电池的实验模型。用Matlab/Simulink系统仿真软件建立了蓄电池充电系统各个部分的仿真模型，并针对实际系统的几种典型工况进行了仿真，给出了仿真波形及理论分析。成了以TMS320LF2407 DSP为控制核心的潜艇蓄电池充电控制系统的硬件和软件设计，对系统的软硬件各部分的结构和功能分别作了详细的阐述。根据以上设计思路开发了潜艇蓄电池分级恒流充电控制器，并在模拟试验平台上验证了设计的分级恒流充电控制系统的具体性能，实验结果表明其控制性能达到很好的预期效果。