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采用改进遗传算法的无线电能传输系统参数优化设计 被引量:2
1
作者 杨阳 章治 +2 位作者 吴雪钰 曹嘉亿 郑晅 《西安交通大学学报》 北大核心 2025年第4期93-104,共12页
针对高阶补偿拓扑的无线电能传输(WPT)系统的谐振参数较多且相互关联,从而导致系统设计时各个元件具体参数难以确定的问题,提出了一种适用于一次侧LCC、二次侧LC串联拓扑(LCC-S)的WPT系统参数优化设计方法。利用MATLAB/Simulink搭建WPT... 针对高阶补偿拓扑的无线电能传输(WPT)系统的谐振参数较多且相互关联,从而导致系统设计时各个元件具体参数难以确定的问题,提出了一种适用于一次侧LCC、二次侧LC串联拓扑(LCC-S)的WPT系统参数优化设计方法。利用MATLAB/Simulink搭建WPT系统仿真平台并进行理论分析,评估了谐振参数、耦合系数和等效负载对该系统输出特性的影响,选择影响程度最复杂的变量作为决策变量,构建系统非线性优化模型;以提高WPT系统的传输效率为目标,在遗传算法基础上加入非线性优化策略,并设计新的突变函数,利用改进后的遗传算法(IGA)给出了系统参数的优化设计方案。仿真结果表明:IGA使系统传输效率达到98.34%,相较遗传算法提高了2.52%,且收敛速度显著提高。搭建WPT系统实验平台并进行测试,结果表明:该系统能够以97.98%的传输效率保持300 W的功率输出;当负载电阻处于6~46Ω时,系统传输效率能够维持在90%以上。研究结果可为LCC-S型WPT系统参数设计提供参考。 展开更多
关键词 无线电能传输 LCC-S型 拓扑结构 改进遗传算法 谐振参数优化
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基于IMOGWO算法的无线电能传输系统参数优化 被引量:1
2
作者 黄文聪 张凤顺 +2 位作者 胡滢 余文锦 常雨芳 《控制工程》 北大核心 2025年第4期628-636,645,共10页
针对当前无线电能传输系统多目标优化的效率不高,难以同时兼顾传输效率和功率密度等问题,提出了一种改进的多目标灰狼优化(improved multi-objective grey wolf optimization,IMOGWO)算法对系统参数进行优化。首先,推导了磁耦合机构参... 针对当前无线电能传输系统多目标优化的效率不高,难以同时兼顾传输效率和功率密度等问题,提出了一种改进的多目标灰狼优化(improved multi-objective grey wolf optimization,IMOGWO)算法对系统参数进行优化。首先,推导了磁耦合机构参数的解析表达式,并以线圈半径、线圈匝数、线圈间距、工作频率和负载阻值为设计变量,以系统的传输效率和功率密度为优化目标,建立了磁耦合机构多目标优化的数学模型。然后,提出了3种改进策略对多目标灰狼优化(multi-objective greywolf optimization,MOGWO)算法进行改进,并对模型求解。仿真结果表明,与非支配排序遗传算法Ⅱ(non-dominated sorting genetic algorithm Ⅱ,NSGA-Ⅱ)和MOGWO算法相比,IMOGWO算法在进行优化时所得的解集更优,性能评价指标值也更优。结合实际应用需求对目标函数赋予不同权重,在最优解集中选择一组参数用于设计参考,在COMSOL Multiphysics平台和MATLAB/Simulink平台上进行联合仿真,仿真结果验证了IMOGWO算法的有效性。 展开更多
关键词 无线电能传输 多目标优化 IMOGWO算法 联合仿真
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一种磁耦合多频谐振式无线电能传输系统设计 被引量:1
3
作者 胡波 王汉卿 +1 位作者 李江南 李锐华 《实验室研究与探索》 北大核心 2025年第2期24-30,共7页
为了适应多频多负载无线供电应用场景,提出了一种单发射双接收磁耦合多频谐振式无线电能传输系统设计方案。首先,基于互感理论和耦合模理论,建立了单发射双接收无线电能传输系统等效电路模型;其次,通过分析脉宽调制对系统无线电能传输... 为了适应多频多负载无线供电应用场景,提出了一种单发射双接收磁耦合多频谐振式无线电能传输系统设计方案。首先,基于互感理论和耦合模理论,建立了单发射双接收无线电能传输系统等效电路模型;其次,通过分析脉宽调制对系统无线电能传输特性的影响规律,提出了一种基于单极性控制的多频复合脉宽调制策略;然后,针对单发射双接收磁耦合多频谐振式无线电能传输系统,设计了一种基于圆角矩形的同轴异侧单发射双接收平面螺旋形磁耦合线圈及相应的高频控制电路和谐振补偿电路;最后,搭建系统样机进行实验测试。测试结果表明,该系统能够同时实现多个磁耦合谐振频率无线电能的有效传输,验证了系统设计方案的可行性及有效性。 展开更多
关键词 无线电能传输 单发射多接收 脉宽调制 磁耦合多频谐振 实验系统
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高阶补偿无线电能传输系统的通用调谐解耦控制策略
4
作者 谭平安 周睿洋 +2 位作者 徐西宁 唐锐 王昭鸿 《电工技术学报》 北大核心 2025年第10期3071-3081,共11页
频率调谐方法可以有效解决因耦合机构参数漂移导致的无线电能传输系统频率失谐问题,有利于提高系统的传输效率及运行稳定性。传统的双边频率调谐控制方法不统一,并且控制参数优化复杂。为此,该文提出一种适用于高阶补偿无线电能传输系... 频率调谐方法可以有效解决因耦合机构参数漂移导致的无线电能传输系统频率失谐问题,有利于提高系统的传输效率及运行稳定性。传统的双边频率调谐控制方法不统一,并且控制参数优化复杂。为此,该文提出一种适用于高阶补偿无线电能传输系统的通用调谐解耦控制策略。首先,基于电路理论构建高阶补偿无线电能传输系统的分析模型,揭示双边谐振条件及其特征。其次,基于扰动观察法构建一种通用的双边调谐解耦控制策略,可实现原边和副边谐振参数的自适应调整。最后,搭建180 W LCC/LCC系统实验样机,验证了所提频率调谐解耦控制策略的有效性,在耦合机构偏移等工况下能够有效维持系统双边的谐振状态,提高了系统的传输效率和稳定性。 展开更多
关键词 解耦控制 频率调谐 参数漂移 无线电能传输
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基于四矩形正交线圈的无线电能传输系统混合式补偿拓扑优化及其抗偏移性
5
作者 刘旭 曹宇鹏 +1 位作者 夏晨阳 杨龙月 《电工技术学报》 北大核心 2025年第12期3828-3841,共14页
在电动汽车无线充电系统中,由于车辆停靠不准导致的位置偏移是不可避免的,这将造成系统参数变化,从而引起输出电压波动,甚至损坏系统。因此,该文提出一种基于四矩形正交(QRQP)线圈的新型混合式补偿拓扑结构,并给出其参数设计准则与优化... 在电动汽车无线充电系统中,由于车辆停靠不准导致的位置偏移是不可避免的,这将造成系统参数变化,从而引起输出电压波动,甚至损坏系统。因此,该文提出一种基于四矩形正交(QRQP)线圈的新型混合式补偿拓扑结构,并给出其参数设计准则与优化策略,以有效提升系统的多方向抗偏移特性。优化后的系统可在一定范围内的任意角度偏移及负载变化工况下,维持系统输出电压的恒定,且当接收线圈移除时,还可有效地限制原边电流,从而保障系统安全。所提混合式补偿拓扑结构及其优化方法经过了1 kW的实验室原型样机验证,实验结果表明,当负载电阻在20~100Ω变化范围内,系统在X轴偏移−140~140 mm、Y轴偏移−105~105 mm以及XY轴对角偏移−200~200 mm时的输出电压波动均小于5%。同时,当线圈间垂直间距在−35~70 mm变化时,输出电压波动可限制在8%以内。 展开更多
关键词 无线电能传输 线圈结构 混合拓扑 抗偏移性
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基于副边恒压控制的复合型高效率无线电能传输系统
6
作者 程江洲 吕奥博 +1 位作者 李振华 李黄强 《三峡大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第2期90-96,共7页
针对无线电能传输系统充电过程中负载动态变化时,引起系统传输效率和输出电压不稳定的问题,提出了一种结合DC-DC变换器技术的自切换恒压复合型无线电能传输系统.首先,分别对双边LCC和S-S型补偿进行拓扑分析,得出适用于两种补偿的开关频... 针对无线电能传输系统充电过程中负载动态变化时,引起系统传输效率和输出电压不稳定的问题,提出了一种结合DC-DC变换器技术的自切换恒压复合型无线电能传输系统.首先,分别对双边LCC和S-S型补偿进行拓扑分析,得出适用于两种补偿的开关频率;然后,提出了基于副边Boost电路控制的恒压策略,并建立了仿真模型证明策略的合理性;最后,构建试验台架,验证了理论的正确性.仿真及实验证明在负载变化下,该系统能保持稳压输出,且系统整体传输效率更加优良. 展开更多
关键词 无线电能传输 负载变化 输出电压 DC-DC变换器 传输效率
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基于屏蔽极板全双工通信无线电能传输系统
7
作者 叶宗彬 高晨潇 刘旭 《电工技术学报》 北大核心 2025年第12期3770-3786,共17页
随着无线电能传输系统功率和频率的提升,为了提高系统的传输效率和抗干扰能力,相关行业对电能传输的控制性能要求不断提高,因此需要在无线电能传输的功率发射端和接收端进行实时高频的数据交互,该文提出一种兼具低成本与高鲁棒性的同步... 随着无线电能传输系统功率和频率的提升,为了提高系统的传输效率和抗干扰能力,相关行业对电能传输的控制性能要求不断提高,因此需要在无线电能传输的功率发射端和接收端进行实时高频的数据交互,该文提出一种兼具低成本与高鲁棒性的同步无线电能与信号传输(SWPDT)的实现方法。基于传统的磁耦合无线电能传输(WPT)系统结构,利用磁耦合线圈外侧的两块金属屏蔽极板为数据传输提供了独立的电容通道,在考虑线圈寄生电容的情况下构建六板电容耦合数学模型与物理模型,通过4个阻波网络和补偿结构,构建四阶谐振网络,用以实现信号的全双工通信;该系统能够在不额外增加信号传输通道的情况下实现电能信号同步传输,显著降低了WPT系统的整体成本和尺寸大小;最后,搭建50 W功率传输样机,通过实验验证了在线圈距离17 cm的条件下电能传输效率达到80%,在常用串行通信比特率240~800 kbit/s范围内实现电能与信号的全双工并行传输,误码率均可维持在一个较低水平,在横向漂移比达到87.72%的极板偏移情况下,系统的信号传输效率衰减比仅为22.66%,在极端工况下信号传输具有较强的鲁棒性,验证了该文设计方法的正确性与可行性。 展开更多
关键词 无线电能传输(WPT) 同步无线电能与信号传输(SWPDT) 电容屏蔽极板 全双工通信
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双LCC型无线电能传输系统参数优化策略
8
作者 王继强 孙小鹏 +1 位作者 刘春喜 常洪赫 《传感器与微系统》 北大核心 2025年第7期19-23,共5页
针对双LCC型无线电能传输(WPT)系统有较多的谐振元件且相互影响,导致系统参数计算步骤繁琐,进而影响系统传输效率。提出一种适用于双LCC型WPT系统参数优化策略。首先,通过理论分析双LCC拓扑恒流及零相角特性,推导谐振网络参数、线圈耦... 针对双LCC型无线电能传输(WPT)系统有较多的谐振元件且相互影响,导致系统参数计算步骤繁琐,进而影响系统传输效率。提出一种适用于双LCC型WPT系统参数优化策略。首先,通过理论分析双LCC拓扑恒流及零相角特性,推导谐振网络参数、线圈耦合系数及负载阻抗对系统输出特性的影响。然后,以传输效率最大化为目标函数,在非线性约束条件下,通过所提改进粒子群优化(APSO)算法对系统相关参数寻优,动态调整惯性权重和自适应学习因子提升算法性能,并与遗传算法及标准粒子群优化(PSO)算法进行多维度性能对比测试,证明所提算法在收敛速率和全局寻优能力方面有显著优势。最后,搭建实验样机进行测试,结果表明系统传输效率达94%左右,验证了所提参数优化方法的有效性和优越性。 展开更多
关键词 改进粒子群优化算法 输出功率 无线电能传输 传输效率 参数优化
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电场耦合无人机无线电能传输系统轻量化抗偏无线输电耦合机构研究
9
作者 张鑫 杨帅鑫 +1 位作者 王文杰 范兴明 《电工技术学报》 北大核心 2025年第14期4343-4354,共12页
由于目前无人机WPT系统中存在耦合机构机载端质量大、体积大、抗偏能力差以及电磁干扰大的问题,该文提出一种轻量化抗偏无线输电耦合机构和一种基于F-LCCL型单侧谐振补偿网络的无人机WPT系统。首先,分析了无人机对于耦合机构的设计需求... 由于目前无人机WPT系统中存在耦合机构机载端质量大、体积大、抗偏能力差以及电磁干扰大的问题,该文提出一种轻量化抗偏无线输电耦合机构和一种基于F-LCCL型单侧谐振补偿网络的无人机WPT系统。首先,分析了无人机对于耦合机构的设计需求,提出一种具备轻量化和抗偏特性的电场耦合机构设计思路,从结构设计、电场分布和抗偏能力三方面展开分析。然后,设计F-LCCL型单侧谐振补偿网络,对系统进行理论建模及输出特性分析,并基于该谐振补偿网络设计无人机无线电能传输系统。最后,搭建仿真及实验平台,对系统的无线电能传输能力、抗偏特性和输出特性三个方面进行仿真分析和实验验证。结果表明,所提方案机载侧具备较强的轻量化抗偏水平,且在一定负载变化范围内具备变负载恒压输出特性。 展开更多
关键词 无人机 无线电能传输 耦合机构 轻量化 抗偏
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基于模态切换的抗偏移无线电能传输系统
10
作者 黄南天 姚友素 张良 《电力自动化设备》 北大核心 2025年第6期101-107,132,共8页
在无线电能传输系统中,线圈的大范围偏移会显著改变系统输出电压或电流,影响输出稳定性。为解决该问题,提出一种基于模态切换方法,通过对逆变器和整流器采用不同的驱动方式显著提升无线电能传输系统的抗偏移性能。本研究揭示了逆变和整... 在无线电能传输系统中,线圈的大范围偏移会显著改变系统输出电压或电流,影响输出稳定性。为解决该问题,提出一种基于模态切换方法,通过对逆变器和整流器采用不同的驱动方式显著提升无线电能传输系统的抗偏移性能。本研究揭示了逆变和整流电路模态切换的工作原理,提出了实现简单、性能优异的控制策略,通过采用滞环控制的方法解决了系统在切换阈值附近反复切换的问题。采用仿真研究了线圈偏移对耦合系数的影响规律,验证了所提抗偏移性能提升方法的有效性。搭建了基于LCC/S补偿拓扑和平面方形磁耦合机构的样机,样机输出功率恒定为100 W,正对时样机效率高达92.1%,耦合系数下降为原来的13.4%时系统仍能恒压输出。 展开更多
关键词 无线电能传输 抗偏移 模态切换 LCC/S补偿拓扑
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应用于全电控智能井的无线电能传输系统设计
11
作者 宋久旭 周礼城 +1 位作者 汪跃龙 李世豪 《石油机械》 北大核心 2025年第1期28-36,共9页
无线电能传输系统是全电控智能井的重要组成部分,为井下测控设备提供可靠和高质量电能,然而其设计方法的缺失已成为限制国内全电控智能井研发的关键技术之一。为此,对井下无线电能传输系统的设计进行了深入研究,在分析谐振式无线电能传... 无线电能传输系统是全电控智能井的重要组成部分,为井下测控设备提供可靠和高质量电能,然而其设计方法的缺失已成为限制国内全电控智能井研发的关键技术之一。为此,对井下无线电能传输系统的设计进行了深入研究,在分析谐振式无线电能传输技术的基础上,根据脱接头实际结构完成了松耦合变压器设计。Maxwell软件对匝数比为n∶m松耦合变压器(8≤n,m≤12)仿真结果表明,匝数比12∶12的松耦合变压器的发射线圈和接收线圈,不仅具有0.844的耦合系数,而且2个线圈电感量之差仅为2.83%,是研制无线充电系统的理想选择。仿真分析了发射线圈和接收线圈径向上的距离和轴向上的偏移对耦合系数的影响。使用场路耦合仿真的方法对无线电能传输系统进行了仿真,分析了无线电能传输系统的输出电压和谐振电流等关键波形,结果显示,无线电能传输系统的效率达到了48.29%,可以满足井下电能传输需求。研究结果可为石油井下设备无线电能传输系统的设计提供一定的参考。 展开更多
关键词 全电控智能井 无线电能传输系统 松耦合变压器 耦合仿真
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基于互感与负载识别的AGV无线电能传输系统闭环恒流与效率优化控制方法
12
作者 李小飞 蒋光利 +2 位作者 李志恒 戴欣 苏玉刚 《电工技术学报》 北大核心 2025年第14期4418-4430,共13页
为了解决自动导向车(AGV)无线充电系统中互感与负载变化导致系统输出电流和系统效率变化的问题,该文提出一种基于互感与负载识别的AGV无线电能传输系统闭环恒流与效率优化控制方法。首先,该文进行系统电路分析,给出互感与负载的识别原... 为了解决自动导向车(AGV)无线充电系统中互感与负载变化导致系统输出电流和系统效率变化的问题,该文提出一种基于互感与负载识别的AGV无线电能传输系统闭环恒流与效率优化控制方法。首先,该文进行系统电路分析,给出互感与负载的识别原理。其次,阐述了基于该互感与负载识别原理的系统闭环恒流与效率优化控制方法。在闭环恒流控制方面,对基于移相控制的闭环系统进行分析,说明该系统利用反馈检测电压进行输出电流闭环控制的基本原理;在效率优化控制方面,针对LCC-LCC和SS谐振补偿拓扑建立效率数学模型,对两种补偿拓扑工作模式下的效率负载临界点(即两种拓扑下系统效率相等时的临界负载取值)进行分析,给出可通过识别负载以优化系统效率方法的理论依据,得到基于互感与负载识别的系统效率优化控制流程。最后,搭建了实验装置样机平台,分别对互感与负载识别方法、系统闭环恒流控制方法和效率优化控制方法进行了实验验证,结果表明了该文所提方法的可行性和有效性。 展开更多
关键词 自动导向车(AGV) 无线电能传输(WPT)系统 闭环恒流 参数识别 效率优化
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基于LCC-CS结构的多接收无线电能传输系统研究
13
作者 王允建 李丙欣 任淯琳 《传感器与微系统》 北大核心 2025年第6期21-24,28,共5页
随着无线电能传输(WPT)应用的发展,多接收WPT系统因一个发射端可以为多个接收端同时供电,近年来受到广泛关注。研究了LCC-CS谐振补偿下的多接收端WPT系统的功率分配问题,分析了其传输特性。推导出当忽略系统交叉耦合时,功率分配与负载... 随着无线电能传输(WPT)应用的发展,多接收WPT系统因一个发射端可以为多个接收端同时供电,近年来受到广泛关注。研究了LCC-CS谐振补偿下的多接收端WPT系统的功率分配问题,分析了其传输特性。推导出当忽略系统交叉耦合时,功率分配与负载变化值呈反比,当交叉耦合存在时,提出一种通过采用解耦控制,添加可调电容,实现系统的输出功率调节的方法。最后,通过仿真实验验证了所提功率分配方法的可行性,解耦控制的正确性。实验结果证明:通过调节可变电容的大小可以实现系统的解耦。 展开更多
关键词 无线电能传输 多接收端 PI控制 功率分配 LCC-CS补偿网络
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三相-单相矩阵变换器的感应式无线电能传输系统调制策略
14
作者 张欣 魏祥宇 +2 位作者 高佳鑫 王龙龙 高鹏翔 《电机与控制学报》 北大核心 2025年第5期157-166,共10页
针对感应式无线电能传输系统使用多级功率转换结构存在的传输效率较低,成本较高,结构复杂的问题,使用矩阵变换器替代传统多级功率转换结构,提出一种基于三相-单相矩阵变换器的调制策略,实现AC-AC直接功率变化。电网侧的三相工频交流电... 针对感应式无线电能传输系统使用多级功率转换结构存在的传输效率较低,成本较高,结构复杂的问题,使用矩阵变换器替代传统多级功率转换结构,提出一种基于三相-单相矩阵变换器的调制策略,实现AC-AC直接功率变化。电网侧的三相工频交流电通过矩阵变换器的功率调制,实现能量注入状态和自由振荡状态之间的切换,直接输出高频可控电流。矩阵变换器共有十二种工作模式,基于调制策略调节谐振电流,无需中间储能元件,减少开关的操作次数,使功率开关管工作在零电流软开关(ZCS)状态,提高变换器的可靠性和效率。构建实验模型进行仿真分析,并搭建实验平台验证了控制策略的可行性。实验结果表明,所提出的控制策略将50 Hz工频交流电直接转换为20 kHz的高频交流电,矩阵变换器输出功率为51.3 W,转换效率为92.9%,所使用的调制策略简单,便于实际应用。 展开更多
关键词 感应式无线电能传输 三相-单相矩阵变换器 调制策略 零电流软开关 谐振电流
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分数阶磁耦合谐振双向无线电能传输系统参数优化
15
作者 李若琼 翁源 李欣 《浙江大学学报(工学版)》 北大核心 2025年第1期141-151,共11页
磁耦合谐振双向无线电能传输(BD-WPT)系统的参数多,导致系统影响程度不一致和参数配置困难,为此结合灰色关联度分析(GRA)和多目标粒子群优化(MOPSO)算法提出分数阶磁耦合谐振BD-WPT系统多目标参数优化方法.在分析系统传输特性和线圈参... 磁耦合谐振双向无线电能传输(BD-WPT)系统的参数多,导致系统影响程度不一致和参数配置困难,为此结合灰色关联度分析(GRA)和多目标粒子群优化(MOPSO)算法提出分数阶磁耦合谐振BD-WPT系统多目标参数优化方法.在分析系统传输特性和线圈参数解析式的基础上,采用GRA进行系统各个参数的影响评估,确定了5个核心参数.为了提高系统传输效率和线圈功率密度,采用MOPSO算法优化系统参数,结果表明通过GRA有选择性地优化核心参数,可使算法输出的解集优于未采用GRA的解集.结合电动汽车实际需求,选取最优解用于BD-WPT系统的设计参考.仿真结果显示,相校于国标参数对称系统,BD-WPT系数的传输效率提高了4.5个百分点,线圈功率密度提高了0.42 kW/m^(2). 展开更多
关键词 双向无线电能传输(BD-WPT) 磁耦合谐振 灰色关联度分析(GRA) 多目标优化 多目标粒子群优化(MOPSO)算法
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海洋环境对水下无线电能传输系统的影响机理研究进展 被引量:2
16
作者 王得安 张剑韬 +2 位作者 朱春波 别致 崔淑梅 《电工技术学报》 北大核心 2025年第3期653-675,共23页
水下无线电能传输技术因其能够以非电气接触的形式在海域中实现能源供给,为解决水下无人设备的传统拔插式充电方式所存在的安全性差、寿命低、维护困难等问题提供了一种可行途径。然而,水下无线电能传输系统因复杂的海洋环境使其相比于... 水下无线电能传输技术因其能够以非电气接触的形式在海域中实现能源供给,为解决水下无人设备的传统拔插式充电方式所存在的安全性差、寿命低、维护困难等问题提供了一种可行途径。然而,水下无线电能传输系统因复杂的海洋环境使其相比于以电动汽车为代表的陆基无线电能传输面临更多的挑战。该文首先围绕海水介质对无线电能传输系统的影响机理研究进行了详细的综述;其次,针对海洋环境和海水介质存在的附加涡流损耗、极间分布电容、深海压磁效应、海底洋流扰动等典型影响因素的研究进展进行了分析,对目前无线电能传输技术在水下无人装备应用存在的潜在问题和挑战进行说明;最后,对水下无线电能传输系统未来值得关注的研究方向进行展望。 展开更多
关键词 水下无线电能传输 海洋环境 涡流损耗 无人潜航器 磁耦合机构
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无线电能传输系统中零相角频率跟踪策略研究 被引量:2
17
作者 金卓航 武晋德 +2 位作者 韩晓霞 张文杰 赵钦涛 《中国电机工程学报》 北大核心 2025年第2期725-735,I0027,共12页
水下无线电能传输系统受水流影响,原副边线圈会有一定的偏移。由于线圈磁心的存在,线圈相对位置的改变会使磁耦合结构参数发生变化,影响系统整体的谐振频率。当逆变器的工作频率与系统的谐振频率不一致时,会导致系统传输功率与传输效率... 水下无线电能传输系统受水流影响,原副边线圈会有一定的偏移。由于线圈磁心的存在,线圈相对位置的改变会使磁耦合结构参数发生变化,影响系统整体的谐振频率。当逆变器的工作频率与系统的谐振频率不一致时,会导致系统传输功率与传输效率的降低。在串联-串联拓扑无线电能传输系统的基础上,通过计算逆变器前直流母线电流与逆变器输出电压和电流间相角的关系,设计出相应的相角测量电路,并配合通用的梯度下降算法,提出磁耦合结构参数偏移条件下的在线零相角频率跟踪策略。通过一个200 W的无线电能传输系统验证所提方法的可行性和有效性,在30 ms的时间内实现系统的零相角跟踪,功率最高可提高16.24倍,同时效率提高了17.38%。 展开更多
关键词 无线电能传输 参数变化 零相角
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水下电场式无线电能传输四极板耦合器的建模与特性分析 被引量:1
18
作者 李成 曲小慧 +1 位作者 孔凡雷 马春伟 《中国电机工程学报》 北大核心 2025年第5期1902-1912,I0024,共12页
相较于常被视为绝缘体的空气,水介质中离子浓度影响其导电性,进而水下电场式无线电能传输耦合器的模型与空气中不同,极板间可同时存在电容和电导,且为防腐蚀而引入极板的绝缘介质层亦会带来额外电容,为耦合器建模带来挑战。考虑实际应... 相较于常被视为绝缘体的空气,水介质中离子浓度影响其导电性,进而水下电场式无线电能传输耦合器的模型与空气中不同,极板间可同时存在电容和电导,且为防腐蚀而引入极板的绝缘介质层亦会带来额外电容,为耦合器建模带来挑战。考虑实际应用场景中淡水和海水的电导率,文中以常用的四极板耦合器为对象,提出其等效模型。首先,经理论分析和有限元仿真得到可忽略水域容纳的频率范围,推导出耦合器无绝缘介质层时的六电导及其简化Π电导模型,并给出模型中参数计算与测量方法;接着,考虑绝缘介质层产生的电容,基于简化Π电导模型,提出完整的耦合器模型。模型中耦合器等效电容仅与绝缘层材料与厚度相关,不受水域中传输距离的影响,可有效指导耦合器和补偿网络的设计。最后,搭建实验样机,模拟实际淡水和海水环境下的实验结果,证明所提出模型的正确性。 展开更多
关键词 电场式无线电能传输 耦合器建模 水下环境 电导率
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基于神经网络的无线电能传输自抗扰控制 被引量:1
19
作者 宋贝多 程志江 +1 位作者 刘尊祝 杨涵棣 《现代电子技术》 北大核心 2025年第6期85-90,共6页
为了实现电压型无线电能传输系统(WPT)的精确和稳定输出,解决自抗扰控制器(ADRC)参数整定复杂的问题,提出一种基于径向基(RBF)神经网络优化的ADRC控制的WPT系统。首先,建立双边LCC型WPT系统模型,并采用Hammerstein模型简化系统分析和控... 为了实现电压型无线电能传输系统(WPT)的精确和稳定输出,解决自抗扰控制器(ADRC)参数整定复杂的问题,提出一种基于径向基(RBF)神经网络优化的ADRC控制的WPT系统。首先,建立双边LCC型WPT系统模型,并采用Hammerstein模型简化系统分析和控制器设计;其次,利用RBF神经网络的在线学习能力动态优化ADRC控制器中的可调参数,以实现对系统输出电压的精确控制;最后,搭建基于RBF-ADRC的无线电能传输装置,比较RBF-ADRC和ADRC控制器的控制效果。实验结果表明,与传统ADRC控制器相比,RBF-ADRC控制器不仅解决了参数调整困难的问题,还显著提升了系统的响应速度和控制性能,验证了RBF-ADRC控制器的有效性,实现了无超调的稳定输出,并且过渡时间更短。 展开更多
关键词 无线电能传输系统 自抗扰控制 RBF神经网络 双边LCC型拓扑结构 恒压输出 径向基函数
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宇称-时间对称磁耦合无线电能传输技术研究进展
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作者 王思睿 丘东元 +2 位作者 张波 陈艳峰 谢帆 《电工技术学报》 北大核心 2025年第12期3787-3802,共16页
为解决磁耦合无线电能传输(WPT)系统传输特性易受耦合系数和负载变化影响的问题,宇称-时间(PT)对称原理被引入WPT系统。基于PT对称原理的磁耦合无线电能传输(简称PT-WPT)技术可在中等距离传输范围内实现恒功率、恒高效率的电能传输,自... 为解决磁耦合无线电能传输(WPT)系统传输特性易受耦合系数和负载变化影响的问题,宇称-时间(PT)对称原理被引入WPT系统。基于PT对称原理的磁耦合无线电能传输(简称PT-WPT)技术可在中等距离传输范围内实现恒功率、恒高效率的电能传输,自提出后受到广泛关注。该文首先分析PT-WPT系统的工作原理及特性,对比耦合模模型和电路模型两种建模方法的异同;然后分别讨论负电阻的构造、耦合机构的类型以及充电功能的实现,为PT-WPT系统的设计提供参考;最后总结PT-WPT系统的研究成果,讨论PT-WPT技术亟待研究的问题。 展开更多
关键词 无线电能传输 磁耦合 宇称-时间对称 非线性饱和负电阻
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