ECPT系統(tǒng)控制器參數(shù)優(yōu)化及其穩(wěn)壓輸出控制.pdf

1、無(wú)線電能傳輸(Wireless Power Transmission, WPT)技術(shù)是一種新型電能傳輸技術(shù)，它可以使電能的傳輸實(shí)現(xiàn)從供體到受體的無(wú)直接電氣連接，從而消除了傳統(tǒng)接觸式電能傳輸方式存在的諸多問(wèn)題，并解決了在安全性要求苛刻且工作環(huán)境復(fù)雜的用電場(chǎng)合（譬如潮濕、易燃、易爆等工作環(huán)境）的設(shè)備用電問(wèn)題，滿足了人們對(duì)電氣設(shè)備的安全性、靈活性以及可靠性等多方面的需求。
　　在無(wú)線電能傳輸技術(shù)領(lǐng)域，基于電場(chǎng)耦合的無(wú)線電能傳輸(Elec

2、tric-field Coupled Power Transfer, ECPT)技術(shù)因其獨(dú)有的優(yōu)勢(shì)（比如ECPT系統(tǒng)的耦合電場(chǎng)基本分布于電極之間，系統(tǒng)的耦合機(jī)構(gòu)靈活性較高且系統(tǒng)的電磁兼容性好等）受到了國(guó)內(nèi)外許多科研工作者和企業(yè)的重視。目前，ECPT系統(tǒng)常用的電能變換拓?fù)溆腥珮蚰孀冸娐贰霕蚰孀冸娐芬约?E類功率放大器，論文綜合比較這三種變換拓?fù)涞奶匦?，最終確定將半橋逆變電路作為 ECPT系統(tǒng)發(fā)射側(cè)的高頻逆變電路，并且以半橋型ECPT系統(tǒng)

3、為研究對(duì)象，從以下幾個(gè)方面對(duì)其進(jìn)行研究：
　?、僬撐脑诖_定ECPT系統(tǒng)的電能變換拓?fù)浜?，結(jié)合已有的研究成果選擇一種復(fù)合型諧振補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)并分析其工作原理與特性，給出針對(duì)該系統(tǒng)的能有效提升系統(tǒng)傳輸功率以及效率的系統(tǒng)參數(shù)確定方法。
　　② ECPT系統(tǒng)因其階數(shù)高、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、開(kāi)關(guān)非線性等因素導(dǎo)致系統(tǒng)理論分析變得困難，論文利用廣義狀態(tài)空間平均建模法建立半橋型 ECPT系統(tǒng)的 GSSA模型，將時(shí)域高階非線性的復(fù)雜系統(tǒng)模型轉(zhuǎn)化成頻域線性微分

4、模型，并通過(guò)Matlab/Simlink搭建拓?fù)淠Ｐ蛯?duì)GSSA模型進(jìn)行有效性驗(yàn)證。
　?、壅撐尼槍?duì)ECPT系統(tǒng)對(duì)系統(tǒng)參數(shù)（負(fù)載電阻阻值和耦合機(jī)構(gòu)等效容值）變化敏感導(dǎo)致其輸出電壓品質(zhì)下降、系統(tǒng)魯棒性差甚至系統(tǒng)不穩(wěn)定的問(wèn)題，提出一種利用多目標(biāo)多約束遺傳算法（NSGA-II）對(duì)系統(tǒng)控制器參數(shù)進(jìn)行自動(dòng)尋優(yōu)的方法。具體來(lái)說(shuō)，是基于半橋型ECPT系統(tǒng)的GSSA模型，利用NSGA-II算法對(duì)PID控制器參數(shù)進(jìn)行自動(dòng)尋優(yōu)，從而構(gòu)成系統(tǒng)穩(wěn)壓輸出控制