無線電能傳輸系統(tǒng)的負載識別技術研究.pdf

1、無線電能傳輸系統(tǒng)的負載識別技術研究重慶大學碩士學位論文（學術學位）學生姓名：張健指導教師：孫躍教授專業(yè)：控制科學與工程學科門類：工學重慶大學自動化學院二O一四年四月重慶大學碩士學位論文中文摘要I摘要無線電能傳輸技術（WirelessPowerTransfer，簡稱WPT）是一種基于電磁耦合感應原理，綜合利用現(xiàn)代電力電子應用技術、磁場耦合技術、大功率高頻能量變換技術等，采用現(xiàn)代先進控制理論和策略，實現(xiàn)電能以電磁耦合形式從電網(wǎng)向移動用電設備

2、提供能量的新型能量傳輸技術，具有安全、環(huán)保、便捷、易維護、對環(huán)境的適應能力強等優(yōu)點。隨著WPT技術在應用領域拓展需要，能對負載有普遍適應性的WPT系統(tǒng)越來越受到人們的關注。負載大小和性質的差異性使得系統(tǒng)無功補償網(wǎng)絡的拓撲結構有著多種多樣的形式，從而對不同拓撲的功率控制策略也具有多樣性。目前，對WPT系統(tǒng)負載識別的相關技術缺乏深入的研究。在很多情況下，如果采用傳統(tǒng)的負載辨識方式，系統(tǒng)負載的電氣參數(shù)或運行狀態(tài)發(fā)生微小的改變，都會導致系統(tǒng)的效

3、能下降，甚至導致系統(tǒng)的崩潰。同時，傳統(tǒng)的負載識別方式只能針對某些固定結構的無功補償拓撲，若系統(tǒng)負載發(fā)生變化，補償網(wǎng)絡拓撲也會隨之變化，這就需要對整個系統(tǒng)進行重新建模分析，缺乏一般性。這就會導致系統(tǒng)各個功能模塊間的適應性降低，限制了該技術在各領域的推廣。本文描述了WPT技術中感應耦合形式系統(tǒng)的基本工作原理，分析負載變化對系統(tǒng)的影響，研究該變化對系統(tǒng)諧振狀態(tài)的影響程度，進一步針對系統(tǒng)輸出功率進行分析，定性定量的得出負載的變化對系統(tǒng)功率輸出的

4、影響。針對現(xiàn)有的負載識別技術，包括基于能量注入和能量自由振蕩方式的阻抗辨識技術和基于反射阻抗的負載識別技術。對各技術方案的優(yōu)缺點進行研究分析。然后，針對ICPT系統(tǒng)技術國內外現(xiàn)有的功率控制方法，分析各種方案的優(yōu)缺點，給出本文所研究負載識別方案的可行性與必要性?；谝陨涎芯糠治觯胍环N基于能量模型的負載識別技術，來滿足系統(tǒng)需求的功率控制策略，并詳細的說明計算流程，給出計算公式。綜上，作者在文章中旨在提出一種具有一般性，能夠在復雜系統(tǒng)拓撲

5、中均適用的負載識別方法，以及對所提方法的進一步優(yōu)化改進。使用MATLABSIMULINK建立系統(tǒng)仿真模型，通過仿真驗證了所提出負載識別方案的理論正確性，對仿真所得數(shù)據(jù)進行分析，確定了該方案的有效識別范圍和條件。搭建了無線供電系統(tǒng)實驗平臺，針對實際的工程系統(tǒng)在不同性質和大小負載情況下進行了實驗。實驗結果驗證了本文提出的負載識別方案的實驗正確性和工程可行性，本文研究內容對無線電能傳輸技術進一步推廣起了積極的作用。關鍵字：關鍵字：無線電能傳輸