一种应用于无人水下航行器的多模智能电源管理系统的设计

发布时间：2024-02-27 15:47

　　由于我国拥有数量众多的河流以及湖泊,从而使得河流、湖泊的动态监测任务量繁重。目前随着无人水下航行器的技术逐渐成熟完善以及各种探测传感器设备逐渐智能化、小型化、精确化;因此使得搭载有各种专用探测设备的无人水下航行器对河流、湖泊的动态监测十分有利,在节省人力的同时又极大提高了工作效率。针对无人水下航行器的工作环境,为其配备长续航力、高可靠、低成本、全天候工作的电源管理系统就十分重要。本文设计了一种应用于无人水下航行器的多模智能电源管理系统。论文的主要工作和创新点为:(1)本文结合无人水下航行器在野外工作的特点,为电源管理系统搭载太阳能充电电路以及无线充电电路,使其能够在野外通过太阳能或无线充电桩进行自主充电;同时本文通过研究太阳能电池的电气特性以及无线充电原理,分别设计出太阳能充电电路以及无线充电电路,并且为了简化电路结构,本文将太阳能充电电路和无线充电电路进行整合,设计了多模(太阳能-无线)充电电路模块。(2)为了提高无人水下航行器的续航力,本文采用8节锂离子电池组成锂离子电池组对无人水下航行器进行供电,同时本文设计了锂离子电池组充放电保护电路模块对锂离子电池组进行保护。(3)为了防止无...

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【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 课题研究的背景及意义
    1.2 国内外无人水下航行器的电源系统概况
        1.2.1 无人水下航行器电池种类研究现状
        1.2.2 无人水下航行器电源系统充电方式研究现状
        1.2.3 电池组合方式研究现状
    1.3 本课题的设计内容及难点
    1.4 论文结构
第二章 太阳能、无线充电锂离子电池原理
    2.1 锂离子电池充电原理
        2.1.1 锂离子电池特性
        2.1.2 锂离子电池充放电参数
        2.1.3 锂离子电池充电模式
        2.1.4 锂离子电池组均衡方式
    2.2 太阳能电池对锂离子电池充电原理
        2.2.1 太阳能电池光伏发电原理
        2.2.2 太阳能电池电气特性
        2.2.3 太阳能电池对锂离子电池充电方式
    2.3 无线充电原理
第三章 系统整体设计思路与方案
    3.1 系统整体结构设计方案
    3.2 多模(太阳能-无线)充电方案设计
        3.2.1 太阳能电池对锂离子电池充电设计
        3.2.2 无线充电方案设计
        3.2.3 多模充电整合设计
    3.3 锂离子电池组充放电保护方案设计
    3.4 自适应匹配输出电路方案设计
第四章 系统硬件电路具体设计
    4.1 锂离子电池充放电参数的选择
    4.2 多模充电电路模块
        4.2.1 开关电源电路
        4.2.2 电压、电流检测电路
        4.2.3 温度检测电路
        4.2.4 充电口电路
        4.2.5 整流、滤波电路
        4.2.6 数模、模数转换电路
        4.2.7 多模充电模块整体电路
    4.3 锂离子电池组充放电保护模块电路
    4.4 自适应匹配输出电路
    4.5 单片机控制电路
    4.6 系统整体电路
第五章 系统控制程序设计
    5.1 多模充电电路控制程序
        5.1.1 太阳能电池充电锂离子电池控制程序
        5.1.2 无线充电锂离子电池控制程序
    5.2 锂离子电池组充放电保护电路控制程序
第六章 实验测试结果
    6.1 多模充电测试结果
    6.2 锂离子电池组充放电保护电路测试结果
总结与展望
参考文献
攻读硕士学位期间取得的研究成果
致谢
附件



本文编号：3912696