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基于正四面体的无线电能传输系统多自由度电能拾取机构

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中国电机工程学报 2016年第23期36卷 6460-6467,6612页

作者：戴欣李璐余细雨李艳玲孙跃重庆大学自动化学院重庆市沙坪坝区400044

传统无线电能传输系统对拾取结构的方向性较为敏感,拾取机构角度变化将会较大地影响系统功率传输特性。针对无线电能传输系统三维空间内多自由度拾取问题,该文提出一种基于正四面体的电能拾取机构,给出拾取电感摆放位置及连接方式,完成... 详细信息

传统无线电能传输系统对拾取结构的方向性较为敏感,拾取机构角度变化将会较大地影响系统功率传输特性。针对无线电能传输系统三维空间内多自由度拾取问题,该文提出一种基于正四面体的电能拾取机构,给出拾取电感摆放位置及连接方式,完成拾取机构磁通分析,提出拾取机构在空间内旋转时不同绕线方式的互感计算方法,设计拾取线圈的最优绕线方案,通过Maxwell有限元仿真获得拾取线圈间的相互耦合关系。实验结果表明:当耦合机构以任意角度旋转时,系统多自由度运行的效率维持在60%,负载功率维持在30W。此种类型的拾取机构不仅能提升系统的多自由度拾取能力,还可以保持输出的稳定性,减小系统对输出控制环节的依赖,减小拾取装置体积。

关键词：无线电能传输正四面体多自由度最优绕线方案

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单元机组负荷对象逆动力学模糊规则在线辨识

中国电机工程学报 2006年第z1期26卷 71-75页

作者：王广军邓良才陈红李刚重庆大学动力工程学院重庆市沙坪坝区400044 重庆大学动力工程学院重庆市沙坪坝区400044 重庆大学动力工程学院重庆市沙坪坝区400044 重庆大学动力工程学院重庆市沙坪坝区400044

单元机组的协调控制本质上可以归结为双输入双输出系统的逆动力学问题.该文基于双输入双输出系统各控制通道时间响应分析,提出了该类系统逆动力学模型的四种基本结构,采用模糊规则模型和递推最小二乘算法实现了单元机组负荷对象逆动力... 详细信息

单元机组的协调控制本质上可以归结为双输入双输出系统的逆动力学问题.该文基于双输入双输出系统各控制通道时间响应分析,提出了该类系统逆动力学模型的四种基本结构,采用模糊规则模型和递推最小二乘算法实现了单元机组负荷对象逆动力学过程模型的在线辨识.研究表明,利用模糊规则模型可以对机组负荷对象的逆动力学过程进行有效的在线辨识,所建立的单元机组负荷对象逆动力学模型具有良好的自适应能力和在线跟踪能力,为进一步开展基于逆动力学模型的机组协调控制方法的研究奠定了基础.

关键词：火电机组负荷对象逆动力学协调控制

金属环境下EC-WPT系统能效特性分析及神经网络模型构建

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中国电机工程学报 2023年第21期43卷 8527-8537页

作者：苏玉刚王桢桢胡宏晟孙跃刘哲重庆大学自动化学院重庆市沙坪坝区400030

在EC-WPT系统的应用中,很多场景下系统都处于金属环境中,金属环境会对系统耦合机构等效电容产生影响,从而导致系统能效特性发生变化,而目前国内外仍缺乏关于金属环境对EC-WPT系统能效特性影响及抑制方法的研究成果。针对上述问题,该文... 详细信息

在EC-WPT系统的应用中,很多场景下系统都处于金属环境中,金属环境会对系统耦合机构等效电容产生影响,从而导致系统能效特性发生变化,而目前国内外仍缺乏关于金属环境对EC-WPT系统能效特性影响及抑制方法的研究成果。针对上述问题,该文围绕金属环境对EC-WPT系统能效特性的影响规律展开研究,通过ANSYS与SIMULINK联合仿真和实验研究两种方法研究金属环境对EC-WPT系统能效特性的影响规律,并且针对ANSYS与SIMULINK联合仿真方法和实验研究方法存在的问题,在上述研究成果的基础上,基于神经网络通过非线性拟合求解的方式构建金属环境下EC-WPT系统的能效模型,并基于该模型给出一种更方便、更准确的金属环境下EC-WPT系统能效特性分析方法。该文的研究成果为进一步研究金属环境下EC-WPT系统参数设计方法和抑制金属环境对EC-WPT系统能效特性影响的相关方法提供理论支撑。

关键词： EC-WPT系统金属环境能效特性神经网络

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磁耦合无线电能传输系统异物检测技术综述

中国电机工程学报 2021年第2期41卷 715-727页

作者：苏玉刚侯信宇戴欣重庆大学自动化学院重庆市沙坪坝区400030

随着磁耦合无线电能传输(wirelesspowertransfer,WPT)系统的应用推广,异物检测技术的研究越来越受到关注。该文综述国内外磁耦合WPT系统异物检测技术的研究现状,首先总结各文献中有关异物和异物检测技术的概念和定义,介绍研究异物检测... 详细信息

随着磁耦合无线电能传输(wirelesspowertransfer,WPT)系统的应用推广,异物检测技术的研究越来越受到关注。该文综述国内外磁耦合WPT系统异物检测技术的研究现状,首先总结各文献中有关异物和异物检测技术的概念和定义,介绍研究异物检测技术的主要团队,重点分析目前金属异物对磁耦合WPT系统的影响机理、影响规律和金属异物影响下磁耦合WPT系统的建模方法及异物检测方法方面所取得的主要研究成果,给出几种常用的异物检测方法的优缺点和适用范围,论述异物检测技术的未来研究方向。

关键词：磁耦合无线电能传输异物检测

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多激励端WPT系统基于模型逆的输出控制

中国电机工程学报 2022年第20期42卷 7319-7331页

作者：戴欣夏梓壹犹安红重庆大学自动化学院重庆市沙坪坝区400044

无线电能传输(wireless power transfer,WPT)技术应用已拓展至车间AGV、电动汽车等诸多领域,然而,在技术应用过程中,由于单体容量局限,整体功率传输能力受到一定的限制,具有多激励端(multi excitation unit,MEU)拓扑结构的WPT系统能很... 详细信息

无线电能传输(wireless power transfer,WPT)技术应用已拓展至车间AGV、电动汽车等诸多领域,然而,在技术应用过程中,由于单体容量局限,整体功率传输能力受到一定的限制,具有多激励端(multi excitation unit,MEU)拓扑结构的WPT系统能很有效提升系统功率传输能力,同时赋予更高的功率调节自由度,降低单体电压、电流应力。然而,MEU间交叉耦合与高系统阶数极大地增加了控制的难度。文中利用MEU-WPT系统模态能量集中的特性,提出一种基于模型逆的控制器矩阵设计方法,实现用低阶(仅1阶)控制器对高阶WPT系统(17阶)的控制,并且实现多个激励单元整体的输入电压协调,处理回路之间的交互作用。同时,也为多输入多输出WPT系统控制器的设计提供一种通用的框架。该方法可直接推广到具有多个发射线圈与多个接收线圈的多自由度WPT系统中。最后设计的实物实验验证控制方法的有效性。

关键词：无线电能传输多激励单元模型逆控制非方系统

基于平衡阻抗的MC-WPT系统传导干扰抑制方法

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中国电机工程学报 2024年第22期44卷 9027-9038,I0028页

作者：邓棚亓唐春森苏玉刚戴欣刘哲重庆大学自动化学院重庆市沙坪坝区400044

抑制电磁干扰(electromagnetic interference,EMI)以提升电磁兼容性是磁耦合无线电能传输系统推广应用中必须解决的关键问题。该文以传统LCC-S型磁耦合无线电能传为研究对象,针对阻抗不平衡和寄生参数造成的传导干扰问题,提出EMI滤波器... 详细信息

抑制电磁干扰(electromagnetic interference,EMI)以提升电磁兼容性是磁耦合无线电能传输系统推广应用中必须解决的关键问题。该文以传统LCC-S型磁耦合无线电能传为研究对象,针对阻抗不平衡和寄生参数造成的传导干扰问题,提出EMI滤波器和谐振补偿网络的融合拓扑。文中分析传统LCC-S型MC-WPT系统传导干扰的产生机理及传输通道特性,给出融合拓扑的设计方法,并通过实验验证该文所提出的拓扑对EMI抑制的有效性。在搭建的85 kHz/500 W实验系统中,该文提出的融合拓扑的线圈共模干扰电流相比于传统LCC-S型拓扑降低35.6 dB,在特定频率点的线圈差模干扰电流降低23.6 dB;在输入侧的共模和差模传导干扰分别降低约30 dB和10 dB。该文所提出的融合拓扑及其设计方法也可推广应用至其他谐振类型的MC-WPT系统中。

关键词：磁耦合无线电能传输系统抑制传导干扰电磁干扰阻抗平衡

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基于复合谐振网络的恒定输出型ECPT系统

中国电机工程学报 2020年第24期40卷 8165-8178页

作者：谢诗云刁勤晴杨奕贺娟郭强重庆理工大学重庆市沙坪坝区400054

电场耦合无线电能传输(electric-field coupled power transfer,ECPT)技术是一种以高频电场作为能量介质的无线传能方式。在实际中用电负载要求ECPT系统的输出电压或电流不能随着负载等效阻值的变化而大幅度变化。针对此,该文分析现有... 详细信息

电场耦合无线电能传输(electric-field coupled power transfer,ECPT)技术是一种以高频电场作为能量介质的无线传能方式。在实际中用电负载要求ECPT系统的输出电压或电流不能随着负载等效阻值的变化而大幅度变化。针对此,该文分析现有谐振网络在4种工作模式下输出恒定的一般性条件,给出具有恒定输出特性的三阶和四阶谐振电路形式,推导分析谐振电路在恒压及恒流两种模式下的输入输出增益、全谐波畸变率及参数敏感性,进而提出适用于恒压型和恒流型ECPT系统的复合谐振电路结构,并给出系统的参数设计方法。最后通过仿真模型及实验样机验证所提出系统的传输特性及参数设计方法的准确性。结果表明:所提出的系统不仅具有恒定输出特性,同时还兼具较好的谐波抑制能力和参数鲁棒性。

关键词：无线电能传输电场耦合恒定输出复合谐振网络

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CLC谐振型感应电能传输系统的H_∞控制

中国电机工程学报 2010年第30期30卷 47-54页

作者：戴欣余奎孙跃重庆大学自动化学院重庆市沙坪坝区400030

CLC谐振型感应电能传输系统较传统的LC谐振型系统具有更大的谐振容量和更小的频率漂移,但由于系统的高阶及多周期点特性,对CLC型系统的控制更为困难。为实现CLC谐振型系统的输出鲁棒控制,将系统状态变量及非线性开关函数进行频域线性化... 详细信息

CLC谐振型感应电能传输系统较传统的LC谐振型系统具有更大的谐振容量和更小的频率漂移,但由于系统的高阶及多周期点特性,对CLC型系统的控制更为困难。为实现CLC谐振型系统的输出鲁棒控制,将系统状态变量及非线性开关函数进行频域线性化,通过平衡点变换,得到平衡点附近的广义状态空间平均(generalized state space averaging,GSSA)扰动模型。建立了系统的H∞控制系统结构,提出GSSA模型误差扰动有界定理并给出了证明。给出了相应的H∞扰动控制律,并通过仿真及实验结果验证了该模型及控制方法的有效性。

关键词： CLC谐振 H∞控制广义状态空间平均扰动模型感应电能传输

ICPT系统电能信号共享通道实时同步传输方法研究

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中国电机工程学报 2016年第19期36卷 5172-5178,5398页

作者：孙跃闫鹏旭王智慧唐春森重庆大学自动化学院重庆市沙坪坝区400030

针对利用感应耦合电能传输(inductively coupled power transfer,ICPT)系统电能传输通道实现数字信号实时、双向传输问题,提出一种基于载波方式实现信号传输的新方法。电能传输耦合机构作为电能与信号传输的共享通道,可以传输电能与信... 详细信息

针对利用感应耦合电能传输(inductively coupled power transfer,ICPT)系统电能传输通道实现数字信号实时、双向传输问题,提出一种基于载波方式实现信号传输的新方法。电能传输耦合机构作为电能与信号传输的共享通道,可以传输电能与信号这两种不同频率的波。信号加载和检波电路直接并联在电能传输耦合机构上,并在电能传输谐振电容与耦合机构间串联阻波电路,数字信号经调制后加载到传输通道,然后直接经过电能传输耦合机构传输,避免通过电能传输谐振电容而被削弱。通过分析电能传输及信号传输通道的衰减增益,以及电能传输对信号传输的干扰,确定所提方法的可行性,最后搭建实验平台验证所提方法的正确性。

关键词：感应耦合电能传输数字信号传输共享通道阻波