国家自然科学基金(50807057)
- 作品数：14 被引量：233H指数：8
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- 电压型CPT系统动态负载恒压输出研究被引量：12
- 2011年
- 为解决电压型非接触电能传输(CPT)系统负载动态变化时输出电压不稳定的问题,提出了一种新的控制方法.该方法将原边串联-副边串联(SS)和原边串联-副边并联(SP)的2种电压型拓扑区别对待,前者控制原边谐振电流恒定,后者控制原边电压恒定.针对传统的原边电流恒定的控制方式,理论分析发现SP拓扑更适合用原边电压恒定的方式来控制,得到了2种拓扑的对立特性,并且证明了区别对待的必要性.仿真及实验结果表明:负载在一定范围内变化时,系统输出电压基本恒定,且原边输入功率能够根据负载需要自适应进行调节;负载动态切换时,系统能够快速稳定.
- 赵志斌孙跃翟渊杨芳勋
- 关键词：非接触电能传输恒压串联补偿并联补偿
- π型感应电能传输系统的鲁棒稳定性分析被引量：6
- 2011年
- 为分析π型感应电能传输系统的鲁棒稳定性,首先采用基于频域分解的方法建立对象的广义状态空间平均(GSSA)模型,再考虑系统中的频率不确定性,通过线性分式变换分离对象的摄动和标称部分,将不确定模型进一步转化为含摄动反馈的线性动力学系统.最后,采用基于结构奇异值的μ方法分析了频率摄动对系统稳定性的影响以及系统保持稳定所容许的最大摄动,并利用仿真结果验证了μ理论分析的准确性.
- 李砚玲孙跃戴欣
- 关键词：稳定性感应电能传输系统线性分式变换
- 基于移相直通控制策略的IPT系统输出功率调节被引量：2
- 2012年
- 提出移相直通控制策略解决π形谐振感应电能传输系统在结构参数与输入电压一定的情形下难于调节系统的输出功率问题,通过调节系统逆变环节的桥臂直通时间,从而完成对输出功率的有效调节,使得系统具有较宽的功率输出调节范围。基于系统谐振回路模型分析和稳态数学模型分析,推导出单边桥臂直通占空比,即移相角,与系统输出功率的呈指数上升函数关系。通过构建仿真和实验平台,结果验证了移相直通控制策略的有效性。
- 孙跃杨芳勋
- 关键词：感应电能传输移相谐振功率调节
- 多负载感应耦合电能双向传输的仿真被引量：5
- 2012年
- 针对多负载感应耦合电能传输系统中由于单向传输特性所产生的电能回馈困难与系统传输效率低下的问题,提出一种多负载感应耦合电能双向传输模式,以实现能量发射端与接收端之间的能量双向传输。阐述在软开关工作状态下运行于能量注入模式和自由振荡模式双工作模式的多负载感应耦合电能双向传输原理,并提出基于谐振软开关的多负载高频电能双向变换拓扑。以状态空间法构建并分析系统数学模型,通过仿真实验,实验结果论证了本文所提的多负载能量双向传输模式的可行性。
- 杨芳勋孙跃戴欣
- 关键词：感应耦合电能传输仿真
- 复合谐振型感应电能传输系统分析及参数优化被引量：8
- 2013年
- 针对感应电能传输系统因互感变化引起传输功率与效率降低的问题,设计了一种复合谐振结构,并给出一种改进的遗传算法对该结构进行参数优化。在分析传统谐振网络拓扑的基础上,给出一种复合谐振网络以提高互感变化时的传输功率与效率特性。以传输功率和效率最大为目标,建立了该结构的非线性规划数学模型,采用非线性单纯体法和混沌初始化混合方法来产生优良的初始种群,对目标和约束进行二次归一化后,利用可行性规则选择优良个体,并采用混合变异提高算法的全局搜索能力。最终优化结果与实验表明,改进后的算法能较快地找到全局最优参数,且参数结果优良,在互感大范围变化时能保持较高的传输功率及效率。
- 吕潇孙跃王智慧赵志斌
- 关键词：感应电能传输参数优化遗传算法
- π型谐振IPT系统的混合灵敏度H_∞鲁棒控制
- 2011年
- 针对一种π型谐振网络的非线性感应电能传输系统(IPT),应用广义状态空间平均(GSSA)法对时域状态变量进行频域分解,并用低阶傅里叶系数的实部和虚部作为新变量将其近似成一个线性时不变系统.为对负载输出电压进行无静差跟踪控制及鲁棒性能分析,综合考虑系统的中低频参数摄动及高频未建模部分的不确定性,通过在频域上调整选择多目标优化的加权函数,设计出基于混合灵敏度的H∞输出反馈鲁棒控制器.仿真结果表明,在鲁棒控制作用下,闭环系统传递函数的H∞范数达到了小于1的性能指标,当发生负载参数摄动及输入电压干扰时,实现了对负载输出电压的无静差鲁棒跟踪.实验结果亦证明,该方案是可行的.
- 李砚玲孙跃戴欣余奎
- 关键词：感应电能传输混合灵敏度鲁棒控制
- 基于改进型蚁群算法的无线电能传输网组网被引量：10
- 2011年
- 以无线电能传输方式实现空间上任意分布的多负载实时电能供给时,电能传输空间尺度受限和电能传输效率低下.为此,文中提出一种无线电能传输网架构.在分析其拓扑结构的基础上,构建了组网的数学模型,以达成在确保电能传输效率的同时通过中继的方式实现一定尺度范围内的无线电能传输.建立了磁共振耦合电能传输的系统模型,并讨论系统的传输效率特性.在组网方法上,从信息素动态更新机制方面对蚁群算法进行改进,以抑制算法早熟收敛,保证对可行域进行迅速而全面的搜索.通过仿真试验,验证了改进型蚁群算法在组建无线电能传输网的可行性.
- 孙跃杨芳勋戴欣
- 关键词：感应耦合电能传输组网
- 磁共振模式无线电能传输系统建模与分析被引量：135
- 2012年
- 针对磁共振模式无线电能传输系统功率和效率计算问题,利用互感耦合模型,对磁共振模式电能传输系统的4种拓扑进行分析,得出了系统的传输功率及其计算模型,并进一步分析了系统传输效率与线圈谐振频率、互感系数、线圈内阻等参数之间的关系,为磁共振模式无线电能传输系统的设计及参数优化提供了理论依据。为验证理论分析的正确性,制作了一个磁共振模式无线电能传输装置,该装置实现了80 cm内60 W的无线能量传输,且传输效率达到了52%。
- 翟渊孙跃戴欣苏玉刚王智慧
- 关键词：谐振频率互感系数参数优化
- 强磁耦合共振系统参数辨识与原边控制被引量：3
- 2014年
- 针对强磁耦合共振模式无线电能传输系统中输出控制问题,提出一种新型的原边控制方法。该方法通过检测发射线圈的电压电流来实时辨识共振线圈间互感和负载以及输出电压的变化,根据输入输出电压的关系设计Buck变换器以控制输出电压,克服了传统恒压控制需要2个控制器或者原副边需要无线通信的弊端,因此相对于传统的的恒压控制,此方法简化了系统的设计,提高了系统的可靠性。制作一个强磁耦合共振模式无线电能传输装置,通过实验验证了该辨识方法和控制方法的可行性。由于该方法可通过原边来得到副边的系统参数,因此通过原边即可对副边进行控制,在诸如生物体内供电等场合具有很好的应用前景。
- 翟渊孙跃戴欣苏玉刚王智慧
- 关键词：BUCK变换器参数辨识
- 复合谐振型非接触电能双向传输模式被引量：10
- 2013年
- 针对单级谐振的双向电能传输方式所存在的谐振容量小及器件应力大等缺点,提出一种基于LCL复合谐振的对称拓扑双向电能传输模式.建立了系统的交流阻抗模型,推导了系统输入输出增益,并分析了不同负载下系统的频率响应及不同负载与耦合系数下输出功率特性.在此基础上,给出一种基于能量注入和自由振荡双工作模式切换的输出电压调节方法,并给出一种切换占空比控制方法以保证输出电压的恒定.仿真与实验数据表明:基于双工作模式的双向电能传输模式能有效地实现能量双向传输,输出的电压纹波始终小于0.3 V,同时该模式还具有相对简单、易于实现的特点.
- 戴欣施惠孙跃
- 关键词：LCL非接触电能传输
