基于粒子群算法的无线电能与信号并行传输系统参数设计

功率传输通道和信号传输通道相互之间存在干扰,导致信号传输通道会降低功率传输效率,而功率传输的干扰则导致信号传输不稳定。针对此,对无线电能与信号并行传输(simultaneous wireless power and data transfer, SWPDT)系统的能量传输效率和信号传输稳定性问题展开研究,提出一种可实现稳定的功率与信号并行传输的参数设计方法。针对功率信道对信号传输信道的干扰问题,采用双边LCC补偿拓扑和带阻网络;针对信号传输增益受限的问题,考虑各电路之间的耦合关系,提出一种提高信号传输增益的谐振参数优化方法;基于传输增益与功率信道干扰的关系,提出基于粒子群算法并以信号传输信道参数为核心的优化设计方法,以提高系统的信噪比。最后,通过仿真和实验验证所提方法的可行性和正确性。     

基于振动理论的MCR-WPT系统频率分裂特性研究

为了进一步揭示磁耦合谐振式无线电能传输(MCR-WPT)系统频率分裂现象的物理原理,并建立一套使得系统工作在最大传输功率状态的工作准则,提出了一套建模分析方法。首先根据基尔霍夫电压定律对MCR-WPT系统进行了时域建模,并通过矩阵计算得到了传输功率的解析表达式。然后基于振动理论,分析了传输功率的频率分裂现象,阐述并推导了系统的几个关键参数:系统固有频率、电路固有频率和共振频率。接着深入分析了系统固有频率和电路固有频率之间的关系,进一步揭示了频率分裂及系统共振的物理原理。最后,通过实验验证了该理论的有效性和正确性。     

基于双侧LCC的全双工无线电能传输能量信号并行传输系统

无线电能传输系统的监测、控制等操作需要基于信号传输技术实现,能量信号并行传输技术是一种基于无线传能通道实现的信号传输技术.该文提出一种基于双侧LCC补偿结构的WPT能量信号并行传输系统,该系统在实现无线电能传输(WPT)系统原边和负载恒流的同时,实现信号双向传输且不影响能量通道的谐振状态.通过对信号通道的阻抗和电压增益的分析,基于香农第二定理提出一种稳定的双频全双工信号通信信道参数设计方法,通过调节信道电阻提升信号传输速率并保证信号传输的增益,同时抑制能量通道对信号的干扰.最后,通过仿真和实验平台对所提结构进行验证,证实了能量传输未受到信号通道的影响,同时实现了可靠稳定的全双工信号传输.