منابع تولید هیبرید به عنوان منابعی تجدیدپذیر در سال های اخیر بسیار مورد توجه قرار گرفته است. به دلایل مختلفی از قبیل عدم قطعیت در توان تولیدی توربین های بادی، تولید توان مقطعی سلول های خوررشیدی و یا دینامیک کند توان خروجی پیل های سوختی، معمولاً از سیستم های ذخیره ساز از قبیل باتری ها و ابرخازن ها در کنار سایر منابع تولید انرژی استفاده می شود. از آنجا که اغلب این منابع تولید هیبرید دارای خروجی توان dc هستند، این منابع به همراه منابع ذخیره ساز به یک باس dc متصل می شود و سپس باس dc از طریق اینورتر به شبکه متصل شده و یا در حالت جزیره ای، بار متصل به باس را تغذیه می-کند. اتصال این منابع و ذخیره سازها به باس dc از طریق مبدل های الکترونیک قدرت بوده تا بتوان از طریق این مبدل ها توان سیستم با مشخصات خاص در حالت جزیره ای ریزشبکه را در شرایط مختلف مدیریت و کنترل نمود. نحوه مدیریت انرژی و توان خروجی منابع تولید پراکنده و منابع ذخیره ساز به منظور کنترل و تنظیم ولتاژ باس dc در زمان های تغییر بار و یا تغییر توان منابع تولید هیبرید مانند سلول های خورشیدی و توربین بادی از موارد تحقیقاتی مورد توجه است. در این پایان نامه از مفهوم سیستم های تولید انرژی الکتریکی هیبرید و روش کنترل پیش بین (mpc) به منظور کنترل ولتاژ باس dc ریزشبکه ایزوله استفاده شده است. روش کنترل mpc یک روش کنترل چندورودی-چندخروجی (mimo) حلقه بسته است که مهم ترین مزیت آن قابلیت تعیین توان تولیدی منابع در هر لحظه با در نظر گرفتن شرایط و قیود کل سیستم می باشد. همچنین با توجه به مفهوم سیستم های تولید انرژی هیبرید، روش پیشنهادی با توجه به وضعیت سیستم دو هدف تنظیم ولتاژ باس dc در شرایط گذرا و تنطیم میزان شارژ ابرخازن در مقدار نامی در حالت دائم را که بر اساس توابع هدف مختلف تعریف شده در هر حالت دنبال می کند. در راستای ارزیابی روش ارائه شده ابتدا شبیه سازی دینامیکی سیستم تولید پراکنده ترکیبی بر اساس مدل اجزاء شامل پیل سوختی، سلول خورشیدی و ابرخازن و مبدل های الکترونیک قدرت dc/dc و با هدف ایجاد بستری مناسب برای بررسی عملکرد استراتژی کنترلی در انجام می گیرد. در ادامه استراتژی کنترلی پیشنهادی بر روی ریزشبکه مورد بررسی پیاده سازی شده و عملکرد آن در شرایط مختلف گذرا مانند تغییر بار و شرایط ماندگار بررسی می-گردد. نتایج شبیه سازی نشان دهنده کارایی موثر روش کنترلی پیشنهادی در مواجه با اغتشاشات مختلفی چون تغییرات ناگهانی بار و تغییرات تدریجی توان تولیدی سلول های خورشیدی می باشد.

از میان انواع موتورهای الکتریکی مورد استفاده در خودروهای برقی و هیبرید موتورهای القایی بویژه نوع روتور قفس سنجابی بخاطر برخی مزایای خاص نسبت به موتورهای dc کاربرد وسیعتری دارند. روشهای کنترل موتورهای القایی بطورکلی به دو دسته کنترل اسکالر و کنترل برداری تقسیم می شوند. با توجه به مزایای کنترل موتورهای dc در روش کنترل برداری، موتورهای ac همانند موتورهای dc با تحریک مستقل کنترل می شوند. در این پایان نامه با توجه به کاربرد موتورالقایی در خودروهای هیبرید، ابتدا انواع سیستمهای هیبرید بررسی شده و سپس شبیه سازی موتورالقایی و اعمال کنترل اسکالر و برداری روی موتور انجام شده و در نهایت از سیستمهای هوشمند(شبکه عصبی و منطق فازی ) بعنوان کنترلر، جهت مقاوم تر نمودن سیستم استفاده شده است . لازم به ذکر است که در این پایان نامه از سه نوع شبکه عصبی پرسپترون چند لایه، توابع پایه شعاعی و ویونت استفاده شده که نتایج حاصله از نظر عملکردی، حجم محاسباتی و زمانی با یکدیگر مقایسه شده اند. از طرف دیگر در بکارگیری کنترلر فازی یکی از اهداف ، استفاده از ساختار کنترلر فازی با حداقل محاسبات و با دقت مناسب بوده که این کار نیز انجام شده است . پس از بررسی نتایج شبیه سازی و مقایسه آنها، ساخت مدل آزمایشگاهی مربوطه برای کنترل برداری موتور القایی با استفاده از پردازشگر سیگنال دیجیتال انجام شده است . در نهایت نتایج شبیه سازی و نتایج حاصل از مدل آزمایشگاهی با یکدیگر مقایسه شده اند و با توجه به هدف اصلی یعنی بکارگیری این سیستم درایو بعنوان سیستم محرکه الکتریکی در خودروهای هیبرید، بررسی های لازم انجام شده است .

یکی از روشهای کنترل موتورهای القایی کنترل v/f ثابت می باشد. در این روش شار فاصله هوایی موتور در نقاط کاری مختلف تقریبا"ثابت و برابر مقدار نامی باقی می ماند. بررسیهای انجام شده بر روی موتورهای القایی نشان داده اند که در شرایط غیرنامی، راندمان موتورهایی که با این روش کنترل می شوند، کاهش شدیدی پیدا می کند و در صورتی که نسبت ولتاژ به فرکانس تغییر کرده و متناسب با بار تنظیم گردد، راندمان افزایش چشمگیری پیدا می نماید. در این پروژه بهبود راندمان موتور القایی با استفاده از روش کنترل کننده جستجوگر حداقل تلفات بررسی شده است . موتور القایی مورد نظر بصورت دینامیکی با مدل کردن اثر اشباع و اثر پوستی در مقاومتهای مدار معادل آن، شبیه سازی شده است . تغذیه موتور توسط اینورتر pwm انجام گردیده که با روش مدولاسیون پهنای پالس سینوسی کنترل می گردد. ولتاژ خروجی اینورتر پس از فیلتر شدن به ترمینالهای موتور اعمال می گردد. کنترل سرعت بصورت حلقه بسته بوده و برای هر دو نوع کنترل v/f ثابت و جستجوگر حداقل تلفات شبیه سازی کامپیوتری انجام شده است . در مورد اثر هارمونیکهای منبع و پدیده اشباع بر روی موتور بررسیهای لازم انجام گرفته و تغییر مولفه های مختلف تلفات بر حسب ولتاژ بررسی شده است . نتایج بهبود راندمان برای بارها و سرعتهای مختلف و برای موتورهای با توانهای مختلف بررسی و مقایسه شده اند. همچنین رفتار دینامیکی موتور مانند پاسخ به تغییر بار، زمان رسیدن به جواب بهینه، تغییرات سرعت ، گشتاور، شار فاصله هوایی و جریان در طول پروسه بهینه سازی بررسی شده است .

یک از مشکلات زیست محیطی در شهرهای بزرگ، آلودگی هوای آنها بوده که علت اصلی آن تردد بیش از حد خودروهای احتراق داخلی می باشد. تنها راه حل این مشکل استفاده از خودروهای با آلودگی کم یا بدون آلودگی است که که در بین انواع این خودروها خودروهای برقی دارای اهمیت بیشتری می باشند. سیستم محرکه یک خودرو برقی شامل سیستم انتقال قدرت مکانیکی (جعبه دنده و دیفرانسیل)، موتور الکتریکیاینورتر و کنترلر موتور و باتریهای محرکه می باشد که هر یک باید با توجه به وضعیت و پارامترهای خاص پیکان برقی شبیه سازی، طراحی، ساخته، تست و نصب شوند. برای تعیین مشخصات و پارامترهای موتور الکتریکی مناسب برای پیکان برقی و مشخصات لازم برای طراحی کنترلر و بررسی تاثیر متقابل قسمتهای مختلف خودرو نیاز به شبیه سازی این سیستم ها می باشد.شبیه سازی سیستم مکانیکی با محاسبه برآیند نیروهای وارد بر خودرو و محاسبه گشتاور، سرعت و توان مورد نیاز خودرو در حالات حرکتی مختلف انجام می گیرد. شبیه سازی موتور الکتریکی به روش دقیق دو محوری و با در نظر گرفتن اشباع انجام شده است.کنترلر خودرو برقی نیز با توجه به روابط حاکم بر کنترلر و عملکرد آن به صورت دقیق شبیه سازی شده است. برای انتخاب و تعیین مشخصات باتریهای محرکه که بر روی خودرو نصب می گردند از نتایج شبیه سازی سایر قسمتها استفاده شده و باتری مناسب با توجه به مقایسه فنی و اقتصادی انتخاب می گردد. برای مدلسازی کلی خودرو برای باتری های انتخاب شده مدل مناسب درنظر گرفته شده و باتریهای به صورت دقیق شبیه سازی می گردند. به این ترتیب مدلکلی خودرو و برنامه شبیه سازی آن حاصل شده که می توان در حالات حرکتی مختلف از جمله شیب جاده، سرعت خودرو، ضریب جعبه دنده، دمای محیط، شریاط اولیه باتریها و غیره، پارامترهای مهم خودرو از جمله قابلیت شیب روی، حداکثر سرعت، حداکثر برد و غیره را بررسی و موارد نامطلوب را اصلاح و بهینه سازی نمود.با توجه به موارد فوق هدف از پروژه طراحی و ساخت و تبدیل پیکان برقی که به یاری خداوند به انجام رسید، بدست آوردن دانش فنی طراحی و ساخت خودروهای برقی بوده که در آینده با پیشرفت صنعت باتری ها می توانند جایگزین خودروهای فعلی باشند.