感应耦合电能传输系统稳定域的分析

感应耦合电能传输(inductive coupled power transfer,ICPT)技术是目前应用最为广泛的无线电能传输技术.应用软开关技术能提高ICPT系统的效率,但同时也带来了多软开关工作点(频率分叉)问题,使系统呈现复杂的动态特性.通过求解极限环的稳定域(region of stability,RoS)可以对其背后的原理进行很好的解释.本文以串联谐振型ICPT系统为例,首先对其建立了分段线性模型与碰撞映射模型,并利用ICPT系统的对称特性将碰撞映射模型进行了简化.通过理论分析,推导出基于二次型李雅普诺夫函数的稳定性判据.设计算法,以稳定性判据为约束条件,RoS体积为目标函数,通过遗传算法实现了RoS的求解.最后通过实例对此方法进行了验证.相比于现有方法,本方法求得的RoS体积更大,从而更好地解释了软开关ICPT系统的动态特性.本文所提出的方法也可用于求解其他分段线性系统的极限环RoS,为这类系统的研究与设计提供了一定的参考.     

SS型与LCC型感应耦合电能传输系统的对比研究

为研究不同补偿网络条件下感应耦合电能传输(ICPT)系统的效率传输特性,采用基波分析法对SS型与LCC型ICPT系统建立等效电路模型进行分析,给出两种补偿拓扑结构在不同互感和不同负载电阻条件下系统传输效率的稳定性以及效率值的对比结果,并依据此结论对最高效率负载点与互感之间的关系进行进一步的分析.最后通过实验验证了理论分...     

多负载感应耦合电能传输系统的传输效率研究

针对多谐振电容补偿的ICPT系统互感模型,研究了多负载条件下ICPT系统的传输效率,推导出多谐振时系统的传输效率计算公式和初级补偿电容Cp的选择方法。以PSSS型多谐振电容补偿结构为例,验证了该理论的正确性,采用该方法能使传输效率得到一定的提高。     

感应耦合电能传输系统最佳工作点跟踪研究

针对传统感应耦合电能传输(ICPT)系统的工作状态随负载变化而偏离最佳工作点的问题,在ICPT系统中引入H桥变流器取代传统补偿电容,通过改变其触发角实现补偿容量动态调节和最佳工作点跟踪。根据电路互感理论建立ICPT系统最佳工作点下的补偿容量-负载匹配数学模型,并以最大功率点为优化目标,给出了基于H桥变流器动态补偿的ICPT拓扑及阻抗匹配控制方法。Matlab仿真结果表明,H桥变流器触发角α的取值范围为α40°。实验结果表明,基于H桥变流器动态补偿的ICPT拓扑具有良好的动态补偿特性,能够在负载变化时自动跟踪系统最佳工作点。     

基于水下感应电能传输的电磁耦合器设计研究

电磁耦合器在水下传感领域有着很好的应用.电磁耦合器在工作中,受到水下复杂情况的干扰,器件的充电时间隙稳定性和效率都存在较大的波动.传统的电磁耦合器对于充电时间隙的稳定性要求较高.在进行水下充电时,由于洋流的存在,电磁耦合器的间隙不可能保持十分稳定.当间隙出现偏差时,电磁耦合器性能出现较大偏差.针对这一特殊问题,提出了一种新型的平板式电磁耦合器设计方法.首先应用有限元方法计算系统的漏感和励磁电感,建立含有补偿电容的电磁耦合器等效电路,并对初级电路和次级电路进行了设计,然后对系统的电压增益和效率进行理论推导和计算.仿真结果表明,平板式电磁耦合器有着稳定的电压增益和充电效率,当偏芯在10mm以内时,电压增益仍稳定在5.8％以内,效率保持在90％左右.     

基于MATLAB的感应耦合电能传输系统的功率因数测定

介绍了感应耦合电能传输系统的基本组成和控制原理,并基于功率因数的定义,在MATLAB/SIMULINK通用平台下建立了功率因数测量方法的仿真模型,最后给出了系统的功率因数测量结果及分析。     

感应耦合电能传输系统中整流电路的研究

设计了感应耦合电能传输系统与二极管整流及同步整流电路,并针对输出低电压大电流的情况,分析了整流电路的效率.通过对实验电路进行对比测试,验证了系统效果.测试结果表明,在感应耦合电能传输系统中应用同步整流技术,系统效率得到显著提高.     

非接触电能传输系统电容补偿机理研究

基于磁耦合谐振非接触电能传输系统中几种不同的电容补偿方式,分析了接收端采用不同补偿方式时反射阻抗与频率的关系,探讨了发射端补偿电容的优化条件,推导了不同补偿方式下系统传输功率的表达式,进一步分析了补偿方式对传输功率的影响。理论分析与仿真结果表明,发射端采用串联补偿、接收端采用并联补偿时,非接触电能传输系统性能最佳。     

一种无需补偿电路的高效感应式电能传输系统设计

自谐振线圈（Self-Resonant,SR）因其利用自身寄生电容或杂散电容对电路进行补偿,具有高品质因数、易于集成等优点,在感应式电能传输（Inductive Power Transfer,IPT）领域引起了广泛的研究兴趣。为了进一步提升SR线圈的品质因数Q以增加系统能量传输效率,提出了一种低剖面、结构紧凑的新型单层平面SR线圈,该线圈由两个终端开路的传输线绕制在单层介质板上构成,具有较小的截面。此外,由于电流的分流作用,有效降低了线圈的铜损,提高了SR线圈的传输效率。加工并测试了所提超薄、高Q值SR线圈结构的优化模型,在谐振频率为6.90 MHz的情况下,该线圈具有220的高品质因数。利用所提SR线圈作为收发线圈组成的IPT系统,在两线圈相距50 mm的距离下,线圈间传输效率高达93.5%,DC-DC效率为86%,证明了该线圈良好的传输性能。因所提SR线圈具有低剖面和高传输效率特性,有望在小型消费电子产品和可穿戴输能系统中得到广泛应用。     

基于非接触电能传输电路的技术分析

给出了非接触感应式电能传输的基本原理，针对松耦合电路，分析了影响电能传输效率的主要因素，研究可行的拓扑补偿结构，提高传输的有效性和稳定性，设计提出了一个可行性方案并开发出一个用于基本验证的功能样机。     

磁耦合谐振式无线电能传输装置的系统设计

磁耦合谐振式技术是一种新型电能传输技术,此技术具有传输效率高、穿透性强等特性,故其应用范围比较广。笔者主要论述了运用磁耦合谐振技术设计的小型无线电能传输设备。该设备主要分为两大部分:磁耦合谐振发射部分和接收部分。其中磁耦合谐振发射部分由LC谐振线圈、整流滤波电路等组成。利用发射部分和接收部分产生谐振,当两电路都达到谐振频率时,电能可通过接收电路实现能量的最大化传输。     

Neural Networks Based PID Control of Bidirectional Inductive Power Transfer System

Inductive power transfer (IPT) systems facilitate contactless power transfer between two sides and across an air-gap, through weak magnetic coupling. However, IPT systems constitute a high order resonant circuit and, as such, are difficult to design and control. Aiming at the control problems for bidirectional IPT system, a neural networks based proportional-integral-derivative (PID) control strategy is proposed in this paper. In the proposed neural PID method, the PID gains, \(K_{P}\), \(K_{I}\) and \(K_{D}\) are treated as Gaussian potential function networks (GPFN) weights and they are adjusted using online learning algorithm. In this manner, the neural PID controller has more flexibility and capability than conventional PID controller with fixed gains. The convergence of the GPFN weights learning is guaranteed using Lyapunov method. Simulations are used to test the effective performance of the proposed controller.     

兆瓦级直驱型风力风电变流系统的设计

在综合比较当前适合直驱型风力发电机组的各种变流电路的基础上,提出了一种兆瓦级直驱型风力发电变流系统的设计结构,即采用不控整流+升压斩波+SPWM逆变的变流器将电机发出的电能转换为可接人电网的恒频恒压的交流电;详细介绍了直驱型风力风电系统的组成结构及其变流系统的控制原理,给出了一种在考虑现有开关器件功率水平的情况下符合大功率直驱并网型风力发电机组要求的变流电路拓扑结构,并给出了相应的主要部分的具体应用电路。     

基于AVR的电源管理系统的设计

为了能实时监控无人机电源系统的状态和提高无人机的安全可靠性,利用Atmega16l丰富的资源和接口,设计了一套无人机电源管理系统;该系统通过单片机采集供电电源和备用电源的电压,根据这些数据以及地面站的控制命令,对两组电源进行充放电管理;该系统采用了无线射频模块XT09-SI,利用其长距离特性及高级网络安全等特点,将单片机采集到的电源信息发送给地面站,并接收地面监控平台发送过来的充放电等控制命令。实验结果表明该系统能自主完成机载电源的充放电管理,快速准确的传输飞机的电源、控制等信息,能够保障自主飞行时无人直升机的安全。     

基于单片机的摩擦片试验台控制系统设计

磨耗率是摩擦片磨损性能的一个重要指标.作为MST-Ⅱ型摩擦片整片试验台的测量控制部分,本系统的设计基于ATMEGA 168单片机.在一个试验周期内,由单片机依次控制:离合器吸合->电动机启动->离合器分开->电动机停止->施力阀加电->施力阀断电->画线并显示参数等过程.其中,由压力、扭矩传感器输出的模拟信号经由单片机A/D采样和计算,得到计算磨耗率的重要参数--累计摩擦功.并由单片机控制彩色液晶触摸屏显示各试验参数以及绘制每个结合周期内压力、扭矩时间曲线图.     

电动车控制系统设计

控制系统是电动车电气系统的核心,采用AVR Mega8作为主控芯片,成功实现了蓄电池能量的制动回馈,大大提高了能量利用效率,在电路板设计方面也有所创新.通过实践检验,该系统运行稳定,性能良好,符合设计要求.     

磁耦合谐振无线电能传输系统的输出鲁棒控制

磁耦合谐振无线电能传输系统的负载和谐振参数会因为受到外界环境的影响而发生变化, 系统工作频率发生随机漂移, 导致模型参数存在不确定性. 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, 应用Matlab鲁棒控制工具箱设计H_∞控制器, 并基于结构奇异值法分析了闭环系统的鲁棒稳定性与鲁棒性能. 结果表明, 在H_∞控制器的作用下, 实现了闭环摄动系统的输出鲁棒控制, 并为此类高阶非线性不确定闭环系统提供了一种通用的控制器设计方法.     

基于UC/OS-Ⅱ的可重构计算机系统的设计

本文介绍了一种UC/OS-Ⅱ在可重构系统中的可靠设计与实现.文中讨论了使用ATMEL公司的Atmega128对ALTERA公司的FPGA器件EPIC3T100进行PS模式的配置方法,移植并使用嵌入式操作系统UC/OS-Ⅱ进行实时调度.进程管理的操作.具有稳定、可靠、实时重构系统的特点,同时为此类系统的开发提供了一种可借鉴的方便灵活的实现方法.     

基于AVR的机载应答机射频功率探测模块设计

机载应答机射频功率的检测对于保障空管安全以及二次雷达的正常运行起着十分重要的作用.以AVR微处理器ATMEGA128L为核心,设计制作了相应的功率探测模块,主要包括Ⅱ型衰减器电路、AD8362频率电压转换电路,以及数据采集和RS-422通信电路等,并通过软件补偿了由于线路和噪声等导致的损耗.经长时间的测试,系统工作稳定...     

基于AVR智能坐便器控制系统设计与实现

为了满足人们对于智能坐便器的需求,设计具有自动冲水、自动翻盖、防污除臭、烘干、温水清洗、按摩、节电、红外遥控、坐温调节、水温调节、风温调节、增压、水势档位调节、清洗位置档位调节、智能存储及记忆等功能的智能坐便器控制系统;主控制器用AVR MCU来实现智能控制系统的硬件与软件的设计与实现;对系统设计与开发中难点进行说明,系统软件采用模块化设计思想;该系统具有较高稳定性,智能化。本文设计智能控制系统已经应用于实际产品。