Στρατηγικές Ελέγχου Υβριδικού Τρένου Υψηλής Ισχύος, Τροφοδοτούμενο Από Κυψέλες Καυσίμου, Μπαταρίες Και Υπερπυκνωτή

Abstract

Η συνεχώς αυξανόμενη ζήτηση για καθαρότερα και φιλικότερα προς το περιβάλ-λον μέσα μεταφοράς, οδήγησε τον τελευταίο αιώνα σε μία προσπάθεια εξηλεκτρισμούαυτών. Εξελίξεις κυρίως στον τομέα των ηλεκτρονικών ισχύος, της ποιότητας παρο-χής ρεύματος από το δίκτυο, καθώς και των υπολογιστικών συστημάτων, είχαν ωςαποτέλεσμα την αύξηση της ασφάλειας, της αυτονομίας και εν γένει ωρίμασαν τηνχρηστικότητα των ηλεκτρικών μέσων μεταφοράς.Μεταξύ των πρωτοπόρων μέσων στην εξέλιξη της ηλεκτροκίνησης είναι και τοτρένο, του οποίου η χρήση βοήθησε σημαντικά στην εξέλιξη των πόλεων και των κοι-νωνιών παγκοσμίως. Στη σύγχρονη εποχή όμως, όπου η υβριδοποίηση καταλλήγει ναέχει την κυρίαρχη τάση, γίνονται μελέτες για την εκμετάλλευση των πλεονεκτημάτωντων δύο παραπάνω "κόσμων", τα οποία είναι : η ανεξαρτητοποίηση των τρένων απότο δημόσιο δίκτυο παροχής, μειώνοντας κατ’αυτόν τον τρόπο σε σημαντικό βαθμό ταέξοδα συντήρησης των γραμμών, καθώς και η διατήρηση της αυτονομίας των υβρι-δικών τρένων σε ρεαλιστικά επίπεδα.Τα υβριδικά συστήματα τρένων, τα οποία εξετάζονται σε πειραματικό στάδιο,έχουν ως κύρια παροχή ηλεκτρικού φορτίου τις κυψέλες καυσίμου, ενώ η χρήση μπα-ταριών και υπερπυκνωτών, ως συστήματα αποθήκευσης ηλεκτρικής ενέργειας, είναιυψίστης σημασίας τόσο για την πλήρη κάλυψη του ζητούμενου φορτίου, όσο και γιατην ταχύτατη αποκρισιμότητα τους στις απαιτούμενες εναλλαγές του φορτίου. Οι με-λέτες περιλαμβάνουν πειράματα, τα οποία γίνονται τόσο σε πραγματικές συνθήκεςχρήσης ενός υβριδικού τρένου και έχουν ως σκοπό τη συλλογή της πραγματικής συ-μπεριφοράς των μεταβλητών, όσο και σε υπολογιστικά μοντέλα που έχουν ως σκοπότη χρησιμοποίηση των μετρούμενων μεταβλητών στην ανάπτυξη του κατάλληλου λο-γισμικού για την βέλτιστη εκμετάλλευση των πηγών, πετυχαίνοντας μέγιστη δυνατήαυτονομία.Σκοπός της παρούσας διπλωματικής είναι η μοντελοποίηση ενός υβριδικού συ-στήματος τρένου στο υπολογιστικό περιβάλον του Simulink, καθώς και η προσομοί-ωση, η σύγκριση και η εξαγωγή συμπερασμάτων για την αποτελεσματικότητα τριώνδιαφορετικών τεχνικών ελέγχου - ενδεικτικά: Operation Mode Control (OMC), CascadeControl (CC), Fuzzy Logic Control (FLC).