無線電能傳輸系統(tǒng)諧振頻率跟蹤方法與實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)研究.pdf

1、磁耦合諧振式無線電能傳輸技術(shù)作為一種新興的電能傳輸技術(shù)具有廣泛的應(yīng)用前景，其不僅傳輸距離能達(dá)到米級(jí)范圍，而且還能穿透障礙物。它克服了傳統(tǒng)電能傳輸中的諸多不足，開創(chuàng)了能量傳輸?shù)男路椒?，具有重要的科學(xué)意義和研究?jī)r(jià)值。
　　在無線電能傳輸過程中，由于系統(tǒng)線圈傳輸距離變化（過耦合狀態(tài)下）使諧振頻率發(fā)生分裂，從而導(dǎo)致傳輸系統(tǒng)功率大幅下降。因此，為了解決系統(tǒng)頻率分裂引起的系統(tǒng)負(fù)載接收功率下降的問題，本文采用對(duì)無線電能傳輸系統(tǒng)頻率跟蹤控制的方法

2、，即通過檢測(cè)負(fù)載功率來對(duì)系統(tǒng)信號(hào)源頻率進(jìn)行調(diào)節(jié)。首先對(duì)系統(tǒng)分裂狀態(tài)進(jìn)行擬合作為算法適應(yīng)度函數(shù)，并對(duì)數(shù)據(jù)擬合進(jìn)行可靠性分析。之后提出并研究了三種算法的改進(jìn)，并通過matlab仿真來驗(yàn)證算法。最后通過結(jié)合無線通信裝置Zigbee，利用植入DSP的改進(jìn)算法控制發(fā)射功率源頻率同步跟蹤系統(tǒng)諧振頻率，從而提高過耦合工作狀態(tài)下負(fù)載端接收功率。
　　本文通過對(duì)磁耦合諧振式無線電能傳輸原理的分析，設(shè)計(jì)搭建了磁耦合諧振式無線電能傳輸實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，其主要包

3、括DDS信號(hào)發(fā)生器、寬帶線性放大器、發(fā)射線圈、接收線圈和整流電路。在此基礎(chǔ)上，針對(duì)無線電能傳輸系統(tǒng)在干擾因素下，諧振頻率改變導(dǎo)致系統(tǒng)負(fù)載接收功率下降問題，設(shè)計(jì)了頻率跟蹤控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括DSP控制系統(tǒng)、Zigbee無線收發(fā)模塊和功率檢測(cè)模塊。
　　最后，對(duì)頻率跟蹤控制系統(tǒng)，在未加入頻率跟蹤和加入手動(dòng)頻率跟蹤，以及沒有頻率跟蹤情況下，進(jìn)行了對(duì)比實(shí)驗(yàn)研究。進(jìn)而對(duì)磁耦合諧振式無線電能傳輸系統(tǒng)進(jìn)行頻率跟蹤控制的實(shí)時(shí)性、可靠性進(jìn)行驗(yàn)證:加