ECPT系統(tǒng)控制器參數(shù)優(yōu)化及其穩(wěn)壓輸出控制.pdf

1、無線電能傳輸(Wireless Power Transmission, WPT)技術是一種新型電能傳輸技術，它可以使電能的傳輸實現(xiàn)從供體到受體的無直接電氣連接，從而消除了傳統(tǒng)接觸式電能傳輸方式存在的諸多問題，并解決了在安全性要求苛刻且工作環(huán)境復雜的用電場合（譬如潮濕、易燃、易爆等工作環(huán)境）的設備用電問題，滿足了人們對電氣設備的安全性、靈活性以及可靠性等多方面的需求。
　　在無線電能傳輸技術領域，基于電場耦合的無線電能傳輸(Elec

2、tric-field Coupled Power Transfer, ECPT)技術因其獨有的優(yōu)勢（比如ECPT系統(tǒng)的耦合電場基本分布于電極之間，系統(tǒng)的耦合機構靈活性較高且系統(tǒng)的電磁兼容性好等）受到了國內外許多科研工作者和企業(yè)的重視。目前，ECPT系統(tǒng)常用的電能變換拓撲有全橋逆變電路、半橋逆變電路以及 E類功率放大器，論文綜合比較這三種變換拓撲的特性，最終確定將半橋逆變電路作為 ECPT系統(tǒng)發(fā)射側的高頻逆變電路，并且以半橋型ECPT系統(tǒng)

3、為研究對象，從以下幾個方面對其進行研究：
　?、僬撐脑诖_定ECPT系統(tǒng)的電能變換拓撲后，結合已有的研究成果選擇一種復合型諧振補償網絡并分析其工作原理與特性，給出針對該系統(tǒng)的能有效提升系統(tǒng)傳輸功率以及效率的系統(tǒng)參數(shù)確定方法。
　?、?ECPT系統(tǒng)因其階數(shù)高、結構復雜、開關非線性等因素導致系統(tǒng)理論分析變得困難，論文利用廣義狀態(tài)空間平均建模法建立半橋型 ECPT系統(tǒng)的 GSSA模型，將時域高階非線性的復雜系統(tǒng)模型轉化成頻域線性微分

4、模型，并通過Matlab/Simlink搭建拓撲模型對GSSA模型進行有效性驗證。
　?、壅撐尼槍CPT系統(tǒng)對系統(tǒng)參數(shù)（負載電阻阻值和耦合機構等效容值）變化敏感導致其輸出電壓品質下降、系統(tǒng)魯棒性差甚至系統(tǒng)不穩(wěn)定的問題，提出一種利用多目標多約束遺傳算法（NSGA-II）對系統(tǒng)控制器參數(shù)進行自動尋優(yōu)的方法。具體來說，是基于半橋型ECPT系統(tǒng)的GSSA模型，利用NSGA-II算法對PID控制器參數(shù)進行自動尋優(yōu)，從而構成系統(tǒng)穩(wěn)壓輸出控制