【摘 要】
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磁耦合无线电能传输技术（Magnetic Coupled Wireless Power Transfer,MC-WPT）,是以磁场为能量介质传输电能的无线充电技术,具有极强的环境适应性、安全性和便捷性,在一些特殊环境如水下环境的应用中具有先天优势。MC-WPT系统能量传输的核心是磁耦合机构,在水下复杂环境中,磁耦合机构的自感互感参数极易发生改变,从而导致系统谐振状态发生变化,影响系统功率正常传输。
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磁耦合无线电能传输技术（Magnetic Coupled Wireless Power Transfer,MC-WPT）,是以磁场为能量介质传输电能的无线充电技术,具有极强的环境适应性、安全性和便捷性,在一些特殊环境如水下环境的应用中具有先天优势。MC-WPT系统能量传输的核心是磁耦合机构,在水下复杂环境中,磁耦合机构的自感互感参数极易发生改变,从而导致系统谐振状态发生变化,影响系统功率正常传输。本文结合水下应用环境的特点,旨在实现系统谐振状态发生不同程度的改变时,能够快速准确地调节系统的谐振状态,使系统能够一直保持正常谐振状态并持续稳定地传输能量。本文首先结合耦合机构磁阻模型,分析了水下环境对系统耦合机构参数的影响,进一步探讨了耦合机构参数变化对LCC-S型拓扑谐振状态的影响。其次结合移相控制的特殊性,提出了一种移相控制下的谐振判定方法,并进一步给出了基于此谐振判定方法的调谐控制策略。由于MC-WPT系统存在复杂的耦合特性和非线性,因此本文基于无需精确数学建模的模糊算法对系统进行调谐控制。在不同的耦合机构参数变化情况下,通过分析系统工作频率与相位差之间的动态关系,对模糊控制器进行合适的输入、输出变量选取,以及各个变量隶属度函数的设计和控制规则表的制定,从而实现对系统的频率跟踪调谐控制。依据上述调谐控制方法,本文在Matlab/Simulink平台上建立了仿真模型,并分别在不同的耦合机构参数变化情况下进行了调谐控制仿真,验证了理论方法的可行性。
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