磁耦合谐振无线电能传输系统研究

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无线电能传输是指在无电气设备直接连接的情况下,将电能从电源端传递到负载端的一种电能传输方式。  磁耦合谐振式无线电能传输技术是一种新型的无线电能传输技术,它利用电磁感应和磁共振原理实现电能的无线传输,使其在中等距离传输时,仍能得到较高的效率和较大的功率,解决了感应式、微波发射这两种传输方式在传输距离和传输功率上不可兼得的矛盾,正是由于这些优点,磁耦合谐振无线电能传输技术得到越来越多的研究。  近些年,磁耦合谐振式无线电能传输技术还不是很成熟,有待解决的问题还很多,主要集中在传输水平、传输特性、传输结构研究、新材料应用以及干扰问题。本文主要研究内容如下:  1.基于电路理论的磁耦合谐振无线电能传输系统特性分析。  2.磁耦合谐振无线电能传输系统的建模。  利用广义状态空间平均建模方法,对串-串型磁耦合谐振无线电能传输系统建立频域内的广义状态空间模型。  3.参数摄动下的系统不确定性模型。  根据磁耦合谐振无线电能传输系统频率漂移和负载变化的不确定性,利用上线性分式变换的方法将参数中的不确定性部分分离出来,在广义状态空间模型的基础上建立参数摄动下的系统的不确定性模型,得到含摄动反馈的线性动力学系统。  4.H∞鲁棒控制器设计。  针对参数不确定下的输出鲁棒控制问题,本文基于H∞控制理论,依据系统的摄动反馈数学模型,将系统的鲁棒稳定性与鲁棒性能做为设计指标,应用Matlab鲁棒控制工具箱综合设计H∞控制器。并利用结构奇异值法(μ分析)分析了闭环系统的鲁棒稳定性和鲁棒性能。最后对闭环摄动系统的时域输出响应做了研究。  5.基于互感耦合模型的参数辨识。  采用参数辨识的方法,通过实时检测原边线圈的电压电流,辨识出副边负载输出电压,有效地克服传统原副边需要通信的弊端,简化了系统的设计,提高了系统的可靠性。
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