心脏起搏器无线能量传输装置的设计与研究

首先介绍了基于谐振磁耦合的心脏起搏器无线能量传输系统工作原理和电路补偿结构,然后建立了系统数学模型,推导了输出功率和耦合效率的数学公式,研制了心脏起搏器的谐振无线能量传输系统,包括选用集成电路芯片XKT-412与XKT-3168设计系统初级发射电路、次级接收电路,绕制初次级线圈,对补偿电容进行选型并进行负载匹配等。最后通过试验找出了系统最佳工作条件,实验结果显示当输入电压5V,传输距离10mm时,负载端电压为5.05V,输出功率0.543W,系统耦合效率可达43.41%,表明该设计是可行和有效的。     

体内微机电无线能量传输系统性能仿真与实验研究

介绍了体内微机电无线能量传输系统的基本构成,应用Matlab Simulink工具建立系统仿真模型,研究了负载对初级绕组电流和负载电压的影响,以及负载与系统频率对输出功率和传输效率的影响。同时建立了无线能量传输测试系统,仿真值与测试结果是一致的。     

多维无线能量传输系统的设计与优化

为实现胃肠道胶囊机器人多维无线能量传输,减小接收线圈的绕制维度、体积与产热,设计了一种双维正交矩形螺线管对发射线圈结构。可通过控制不同组发射线圈的电流来改变合成磁场方向,同时该结构发射线圈内部可嵌入磁芯,其线圈间距也可根据检测者体型灵活调整,减小功率损耗。建立了所构建无线能量传输系统的理论模型,通过有限元仿真验证磁芯对系统性能的提高,最后通过搭建实验平台进行测试,优化了单维接收线圈的参数,同时实验验证了该系统在不同发射线圈间距下的可行性。实验结果表明,在线径为0.05 mm的条件下,所构建系统接收线圈的最佳绕制股数为12,优化后的匝数为120。当发射电压为15 V,发射线圈间距为300 mm的条件下得到的中心最小接收功率为1 578mW,能量传输效率为3.85%。该系统在300～500 mm发射线圈间距下均可满足胶囊机器人的功率需求。     

体内微机电无线能量传输系统的设计与试验

介绍无线能量传输系统的工作原理并详细介绍该系统的子系统,设计应用于体内微机电系统的无线能量传输系统的初级能量产生系统和次级能量接收系统,最后利用体内温度采集胶囊和体外的无线温度接收器,对系统进行测试与试验研究,试验结果表明该系统能够很好地为体内的微机电系统进行无线供能.     

胃肠道机器人的无线能量传输系统的优化

胃肠道机器人的无线能量传输（WPT）系统的性能易受到尺寸、安全性等诸多因素的影响。为使胃肠道机器人在这些限制下依然能够安全稳定地接收能量,本文建立了系统的数学模型,并用智能优化算法对其进行优化。采用平板螺旋线圈作为系统的发射线圈,建立能量传输系统优化的数学模型。接着,根据安全性、功率要求等限制分析系统的约束条件,并以效能积作为优化函数。对粒子群优化算法进行改进,并引入布谷鸟搜索策略。最后,用改进的粒子群算法对系统进行优化,并对优化后的参数进行了实验验证。实验结果表明：系统传输效率为10.2%,接收功率为637mW,达到预期结果。优化后的WPT系统基本满足了胃肠道机器人能量传输的要求。     

磁共振无线能量传输拓扑结构特性研究

研究磁共振无线能量传输拓扑结构的一般特性,即变输入(激励、损耗)条件下谐振能量在时域上的存储、振荡的谐振规律。建立了基于输入项的链式拓扑结构、分支拓扑结构的能量谐振模型,通过求解两种拓扑结构变激励、变损耗输入条件下的能量振荡时域解,分别得到链式拓扑条件下的距离增强条件和分支拓扑结构下的能量分配条件。以单一中继拓扑结构和两负载拓扑为实例,在相隔线圈无耦合、负载之间无耦合的假设条件下,建立了基于能量的最大传输容量模型和负载间能量"抢夺"模型,实验验证了链式拓扑结构最大传输距离增强条件和分支拓扑结构能量分配模型的正确性。     

体内微机电系统的三维无线能量传输装置的设计和实验

设计了基于电磁感应原理的体内无线能量传输系统,为体内内窥镜胶囊提供能量。首先,通过建立数学模型对三维无线能量接收线圈正交绕组的接收性能进行仿真,获得不同姿态下系统的耦合系数。结果表明:三维正交线圈在不同姿态下能有效地进行互补。然后,根据体内内窥镜胶囊尺寸要求,设计制造了微型接收绕组和整流稳压电路,并用此系统给自制的图像采集系统供能,且对实际传输的电压和电流进行测量。实验结果表明:该三维接收系统的能量传输效率和稳定性能够满足实际需要。     

小功率无线能量传输系统电容补偿方案研究

针对电磁感应式无线能量传输系统初级和次级补偿问题,列出了四种补偿方案,推导了补偿电容的选择过程,通过系统仿真,对四种补偿方案的补偿效果进行了分析与比较。结果表明：初级并联一次级并联补偿在低电感情况下补偿效果较好,初级串联一次级串联补偿和初级串联一次级并联补偿在高电感的情况下补偿效果较好。     

多维无线能量传输体内微机电系统的设计与实验研究

以改进体内微机电系统传输功率的稳定性为目的,设计了多维无线能量传输系统,包括耦合结构和外围的微型化印制电路板(PCB)。二维外围PCB将两块一维的PCB连接使用。通过对二维无线能量传输系统的测试,表明该系统能够较好地驱动胶囊内窥镜系统工作。对三维无线能量传输系统的外围PCB进行设计。分析无线能量微机电系统的布局优化和外壳结构设计方案。     

磁谐振耦合无线能量传输系统传输距离分析

磁谐振耦合无线能量传输技术因为其在中距离范围内能高效传输能量的特性而受到广泛关注。对磁谐振耦合无线能量传输系统建立等效电路模型并进行效率分析,推导出系统效率最大时线圈间耦合系数的表达式。以PCB螺旋线圈为例,结合其互感计算经验公式得到描述系统最佳传输距离与线圈尺寸间关系的数学模型,最后通过有限元仿真及实验测量数据验证该模型的准确性。     

一种磁耦合式谐振式无线电能传输系统的研究

在传统的无线电能传输(Wireless Power Transfer,WPT)系统中,系统的发射线圈上的电流随负载变化会引起传输功率和效率的变化。针对该问题,我们采用集成式LCC补偿拓扑。采用二端口网络分析法对系统进行建模和分析,得出不同负载情况下,系统的输出电流和输入电压的增益、输入阻抗实部、系统效率的曲线。为了对系统参数的选择提供参考,我们通过分析负载和耦合系数对谐振元件的电压电流应力的影响,提出了谐振元件参数优化的方法。最后,搭建了集成式LCC补偿拓扑的WPT系统样机,实验结果证明了理论分析的正确性。     

基于谐振耦合的电能无线传输系统设计

距离和效率是电能无线传输技术发展的瓶颈,电磁场的谐振耦合技术能够有效的解决这一问题.从谐振耦合的收发线圈电路模型出发,对谐振耦合电能无线传输系统进行了深入研究,发现失谐是系统效率不高的主要原因.进而,设计了一个功率为30W,频率为1 MHz的小功率电能无线传输系统,并且通过对发射线圈的电流检测实现发射源对发射线圈频率的...     

一种小型磁谐振式无线电能传输系统的实验研究

针对基于电磁感应的无线充电的Qi标准实现充电的前提是两线圈必须相靠极近且位置相对固定的问题,对磁谐振式无线电能传输技术的原理及模型进行了研究,并分析了几个影响电能传输效率的因素。设计并制作了一种小型磁谐振式无线电能传输系统的发射端线圈,以增加无线电能传输的距离及产生较大范围的磁场,从而使接收端可以在更大范围内移动,接收端线圈则采用了通用的接收线圈以增加系统的实用性。实验结果表明,该系统能正常工作并且发现系统的谐振点,同时发现在该工作状态下传输的电能也最多,同时传输距离也变长。     

基于电磁感应式无线供电系统的信号传输

设备之间的物理连接容易引起许多应用故障.利用电磁感应式无线供电技术,信号和电能采用不同的传输频率,将高频数据信号加载在电能传输信号上,实现信号和电能的无接触传输.在此基础上,对高频注入式信号传输的数学模型进行了讨论,对传输信道进行了计算.最后,通过实验证明了该方法实现能量和信号无接触传输的可能性.     

车辆动力传动系的耦合与匹配研究

阐述产品设计耦舍与匹配的概念，提出了车辆动力传动系统匹配的基本内容。包括结构布置、性能、控制和强刚度等4类匹配。以栽重汽车传动系各挡传动比分配为应用示例，建立优化数学模型并求解，得出比原车性能更好的传动比分配结果。     

nRF905的无线数据传输系统

针对无线通信在测控领域的优越性,基于无线射频收发器nRF905芯片,采用分层结构,利用特殊的通信协议实现了一种传输可靠、扩展方便、使用灵活的无线数据传输系统.该系统可广泛应用于工业控制、数据采集等多个领域.     

基于无线VPN的网络图像传输控制系统

本文论述了基于GPRS网络的图像监控终端控制系统.图像监控终端由图像采集控制和图像传输控制两部分组成,通过在单片机系统中嵌入相应的通信协议,经有线网络和无线网络将图像传输至监控中心,最终实现对图像数据进行监控处理.本系统涉及GPRS网络技术、串口RS-232/RS-485传输协议、网络通讯协议、系统抗干扰电路设计等相关技术.     

基于Romax的变速箱建模及模态分析

变速箱作为汽车传动系统中重要组成部分,为汽车在不同工况下行驶时提供不同的转速和扭矩,保证汽车的正常行驶。本文以变速箱箱体为对象,应用Catia建立了箱体三维实体模型,利用HyperMesh建立了箱体有限元模型,在Romax Designer中分别完成了箱体的自由模态和约束模态分析。通过分析模态振型特征,直观的分析变速箱的动态特性,发现其刚度薄弱环节,为变速箱的结构设计提供参考依据。     

基于MSP430F149单片机的语音无线传输系统

语音信号采集是语音信号处理的基础。本文利用TI公司的Msp430F149单片机组成单片机语音处理和存储系统。语音编码采用线性预测编码技术,语音数据包通过nRF401芯片无线传输到接收方,合成原始语音信号。