胃肠道机器人的无线能量传输系统的优化 |
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作者单位: | 上海交通大学电子信息与电气工程学院,上海200240;上海交通大学医疗机器人研究院,上海200240 |
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基金项目: | 国家自然科学基金;上海市科研项目;上海交通大学医疗机器人研究院项目 |
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摘 要: | 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637 mW,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。
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关 键 词: | 胃肠道机器人 无线能量传输 传输效率 粒子群算法 |
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