【摘 要】
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无线电能传输主要分为电磁感应式、电场感应式、微波传导式以及磁耦合谐振式。相比于其他三种方式,磁耦合谐振式无线电能传输技术（MCR-WPT）具有传递距离远,效率高,安全可靠性高等诸多优点成为该领域的热门研究方向。随着支持无线充电设备使用率变高,对能够给多设备充电的设备需求变得强烈。目前针对多负载系统的研究多集中在静态工况下。然而在如无人机悬停充电或电动汽车动态充电等运用场景中,系统能量发射端与接收端
【基金项目】
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福建省科技计划项目（2020T3016）子项目；
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无线电能传输主要分为电磁感应式、电场感应式、微波传导式以及磁耦合谐振式。相比于其他三种方式,磁耦合谐振式无线电能传输技术（MCR-WPT）具有传递距离远,效率高,安全可靠性高等诸多优点成为该领域的热门研究方向。随着支持无线充电设备使用率变高,对能够给多设备充电的设备需求变得强烈。目前针对多负载系统的研究多集中在静态工况下。然而在如无人机悬停充电或电动汽车动态充电等运用场景中,系统能量发射端与接收端的位置会发生变化,且接收端所承的负载大小也会因不同的设备而发生改变。而为了建立高效、稳定且可靠的多负载WPT系统,应在系统参数发生改变时快速对系统实施相应的控制。而如滑模、MPC等控制算法需要知晓被控系统内参数,因此系统负载与互感的辨识问题需要得到解决。本文针对多负载多参数辨识问题进行研究,主要内容为:1.首先,针对四种基本拓扑进行分析,随后介绍多负载系统的类型,对单电源单发射线圈（SSSTC）型多负载系统进行具体分析,并针对多负载系统中存在交叉耦合等导致系统复杂化问题,提出时分复用的处理方式。通过时分复用与双电容拓扑以及母线调压控制的方式将多负载系统等效于工作在不同时序的单负载系统,降低了系统的复杂度,同时也能保证系统输出电压的平稳性。2.针对磁耦合谐振式WPT系统耦合线圈与负载不确定等问题,通过建立相应的数学描述;以输出电压理论值与实际值之间的误差构建成本函数,设计粒子群算法,将参数辨识问题转变成数值寻优问题,从而实现多参数的辨识。本文分别对S-S单负载,LCL-S单负载以及S-S型SSSTC在MATLAB/Simulink上进行了仿真,上述三种拓扑仿真结果显示:系统辨识误差最大不超过6%,该仿真结果证明了该辨识方法具有一定的通用性。3.基于上述流程搭建系统平台并设计实验,多次实验结果表明在,考虑采样误差的情况下,系统最大辨识误差不超过10%,证明了该算法的有效性。
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