无线电能传输开关电容调谐方法

针对无线电能传输谐振电路的失谐问题,提出了一种"固定电容+开关管"的调谐新方法。通过开关管调节电容的导通与关断时间,等效形成一个可变电容,据此对失谐电路进行调谐,保持谐振电路在原有谐振频率下谐振。给出了开关电容调谐原理,推导了控制角与调谐范围之间的关系,并通过仿真及实验验证了该方法的有效性。结果表明,开关电容调谐方法具有调节范围宽、控制方便、易于实施的特点,是无线电能传输调谐技术的一种新方法,可用于人体植入式微电子装置的无线供能中。     

无线电能传输效率优化

基于无线电能传输系统模型,通过系统一次侧和二次侧的电压回路方程及引入的系统一次侧和二次侧频率漂移因子,给出了电源输入侧的系统阻抗表达式及系统总电能传输效率表达式。针对系统频率漂移影响电能传输效率的问题,设计了一种系统电能传输效率的优化方案。在系统负载范围内,计算出了系统的最优谐振频率及不同负载水平下的最佳电能传输效率。系统频率漂移时,通过调节相关参数使系统工作在最优电能传输效率状态。系统仿真结果表明,系统频率漂移时,根据本文提出的方法能够有效提升电能传输效率。     

无线电能传输系统的补偿分析

无线电能传输系统是一种借助空间无形软介质实现能量传输的装置.从无线电能传输系统的结构入手,分析了无线电能传输的工作原理及其模型,建立了高频下四种无线电能传输系统的补偿拓扑结构,推导出谐振频率下补偿电容的表达式;对无补偿的系统性能和四种补偿后的系统性能从反映阻抗方面进行分析比较,发现补偿后系统的反映电阻得到增加,系统的功率传输能力得到提升;然后针对串串型和串并型的拓扑结构,给出了效率与补偿电容的仿真图,并通过电路仿真软件LTspice对负载端的电流和电压进行了仿真,最后通过借助实验平台验证了前述分析的正确性.     

具有磁芯的无线电能传输系统非线性分析与控制

针对在谐振式无线电能传输(WPT)系统中引入平板磁芯会导致系统线圈电感的变化,进而引起非线性现象这一问题,基于拉塞尔不变原理,提出了一种含平板磁芯的WPT系统自适应控制方法。通过自适应控制器对电动汽车的WPT系统进行控制,可有效减小非线性现象的产生。建立加入平板磁芯的WPT系统模型,利用麦克斯韦(Maxwell)软件求解WPT系统发射和接收线圈的非线性电感模型。基于系统的状态空间方程,分析了系统非线性现象的成因原理,并利用Maxwell软件求解了系统非线性现象时发射线圈的临界点电流。提出了一种适用于含平板磁芯的非线性WPT系统的自适应控制器,并通过MATLAB软件,对加入该控制器前后的非线性WPT系统进行了仿真分析。分析结果表明:在系统中加入控制器,系统谐波消失,由不规则振荡变为周期振荡,同时系统的周期轨道从超过20个控制到1个,验证了文中提出控制器的控制作用。     

基于模糊控制的无线电能传输效率自寻优控制

调整传输频率到谐振点附近是无线电能传输中提高传输效率的关键,而谐振点随着发送设备与接受设备间距的变化及元件参数的改变而变化。针对这一问题,文中提出一种利用模糊控制方法寻找传输效率最优点的思路,并针对实际系统对模糊控制器进行了设计,使用Matlab工具对所设计的自寻优控制方法进行了仿真。结果表明,利用这种模糊控制方法能较快地将系统传输频率调整到谐振点附近,以使传输效率达到最优。     

基于E类放大器的新型无线电能传输控制策略

E类放大器是磁共振无线电能传输(wireless power transmission,WPT)系统中常用的高频电源,其开关效率是评价WPT系统整体性能的关键指标.针对E类放大器中开关器件的效率和电压应力与负载的紧耦合关系导致其输出效率的不稳定,根据锂离子电池的充电特性和E类放大器的输出效率特性,选用合理的谐振补偿网络结构,提出了一种通过电容和电感阵列实现E类放大器零电压开关状态的主动控制策略.结果表明:在20 cm气隙条件下实现了功率输出为1.1 kW、逆变部分效率高于95％以上的WPT系统实验,大大提高了采用E类放大器的WPT系统的稳定性,验证了所提出控制策略的有效性.     

磁耦合无线电能传输频率控制技术研究进展

磁耦合谐振式无线电能传输技术因其可靠性和实用性等优势进而成为近几年的研究热点。当电源频率与发射端和接收端电路的固有谐振频率相同时,系统可以取得较高的传输效率。但系统有时可能会偏离谐振状态,造成传输效率大幅下降。在对频率分裂现象进行研究后,分析了几种抑制频率分裂的方法,并从动态补偿、频率跟踪等方面给出了使得系统恢复谐振频率的对策。最后对系统频率控制技术进行了总结,并展望了未来的发展趋势。     

电磁耦合谐振式无线电能传输实验研究

搭建了一种电磁耦合共振原理的无线电能传输装置,介绍了电磁耦合共振式无线电能传输原理,测量了线圈不同耦合距离下的输出电流和输出功率,获得了其关系曲线,并进行了分析.实验结果表明,在0~8 cm范围内,该装置能够有效进行能量传输,可靠性好、电路简单、成本低.     

谐振式无线电能传输技术影响因素

为研究影响无线电能传输的因素,运用电路原理分析发射和接收部分拓扑结构;对线圈结构和系统频率特性做进一步的分析;在此基础上讨论影响传输功率、传输距离的因素;运用Saber和Matlab仿真软件对这些因素进行仿真验证.研究结果表明:影响无线电能传输的因素主要包括电路拓扑结构、系统频率特性、品质因数以及线圈形状等;适当调整拓扑结构以及电路参数可以减弱这些影响,同时能提高系统整体传输效果.     

一种无线电能传输装置的设计

设计了一种基于脉冲驱动的磁耦合谐振式无线电能传输系统,采用有源晶振产生1 MHz方波信号,经过驱动IR2110,由MOS管组成的上下桥式推挽功率放大电路以及由LC形成的无线发射、无线接收电路,使用发射线圈发射电能,通过电磁耦合谐振方式把无线电能传送给接收电路,接收到的交流信号经过整流滤波电路给负载1 W的两只LED灯供电,实现了一定距离范围内对无线电能的传输,达到了实际应用的目的。最后,就如何提高该无线电能传输装置的效率提出了一些改进措施,为后续工作奠定了基础。     

一种基于DVR的低压微网系统关键负载恒压供电控制策略

微网中的线路阻抗、逆变器输出阻抗以及电网电压波动都会造成微网中关键负载电压的波动。为使电压敏感负载恒压供电,在微网中引入动态电压补偿器(DVR)。给出了DVR的主电路,其控制策略包含有源阻尼环、瞬时电压环以及有效值电压外环,分别保证DVR的工作稳定性、动态特性以及稳态精度。给出了闭环控制参数的设计方法。仿真结果表明,将DVR应用到微网中可保证关键负载恒压供电,并具有优良的动态性能和稳态精度。     

基于电压关联的无功的模糊边界调节九区图法

传统的电压无功控制方法（九区图法）可能会导致在补偿过程中并联电容器卅现反复投切现象．这也是目前无功补偿装置的一个突出问题。将模糊控制理论用于电压无功综合控制,对传统的“九区图法”进行改进,提出了一种新型的控制方法．最后给出仿真实验效果图证明该方法的可行性。     

无线传感器网络启发式分簇拓扑控制方法研究

传统启发式分簇拓扑控制方法通信开销大、负载均衡性差,忽略剩余节点能量,导致拓扑结构连通性和骨干网健壮性差,无线传感网络生命周期短。为此,提出一种新的无线传感器网络启发式分簇拓扑控制方法。给出无线传感网络模型。利用粒子完成分簇,对簇内负载与簇间负载进行分析,保证负载均衡性。引入一种描述节点间能耗及鲁棒性的行向量,以全面分析骨干节点通信开销与剩余能量对簇头挑选的影响。将最小生成树作为网络的基础结构,引入表示网络连接状态的列向量,以描述网络通信开销情况,获取目标函数。通过粒子群法求最优解,实现簇头选择。通过簇头组成骨干网,实现无线传感器网络拓扑控制。实验结果表明,所提方法能够保证拓扑结构的连通性与骨干网健壮性,延长网络生命周期。     

面向目标跟踪的WSN协同调度策略及拓扑控制

基于扩展卡尔曼滤波估计理论提出了分布式无线传感器网络的目标跟踪算法,给出了基于邻节点集的协同调度策略和采用退避机制的按需距离矢量路由(AODV)拓扑控制策略,实现了分布式环境下任务节点和拓扑结构的动态自适应切换.通过研制融合了MicaZ硬件节点和超声波传感器的原型系统,实现了对移动目标的跟踪和定位,验证了所提出算法的正确性.     

浅谈智能模糊控制恒压供水系统

文章介绍在变频恒压供水系统的基础上采用智能模糊控制等特性来完成恒压供水。     

新型变电站电压无功综合控制算法

传统的基于区域图控制的变电站电压无功综合控制方法对短期负荷波动的抗干扰能力较差,为解决该问题本文提出了一种变电站电压无功综合控制算法数学模型,该算法模型由启动判据、负荷预测结果修正算法、动作判据、区域配合算法几个数学模型构成,文中给出了这些模型的数学表达式,并给出了这些数学模型怎样与超短期负荷预测结果相结合来实现地区变电站的电压无功综合控制的方法,采用该算法研制的设备的变电站的运行结果证实了该算法模型的正确性与优越性.     

分簇及局部优化的无线传感器网络拓扑控制算法

为保证网络连通性和覆盖度的情况下,尽量合理、高效地使用网络能量,延长网络生命周期,提出一种基于分簇和局部优化的拓扑控制(cluster and local optimization topology control,CLTC)算法.基于树型网络模型,利用分簇思想将网络分割为不同的簇,簇内运用最小生成树算法,确定邻居节点关系,降低节点通信碰撞;簇间通过簇头连接,形成优化的骨干网络拓扑.仿真实验表明,运行CLTC算法,构建网络拓扑结构快速,通信开销小,可以有效降低节点平均能耗,延长网络周期.     

基于链路角度最优化的无线Mesh骨干网络拓扑控制

【目的】为了改善基于Delaunay结构的无线Mesh骨干网络拓扑复杂度、通信链路角度以及全向通讯时信号干扰严重等不足,提出一种基于定向通信机制的节点链路角度最优化拓扑控制算法。【方法】该算法通过优化节点通信链路角度,使其相对最大,降低网络拓扑复杂度,并采用定向通讯机制降低通讯链路之间信号干扰。【结果】在满足约束条件下,该拓扑优化控制算法不但使节点链路之间角度控制在相对最大范围,减小了定向通讯时信道的干扰,同时也改善了无线Mesh网络(WMN)的丢包率、延迟、吞吐量等性能。【结论】仿真实验结果表明,该拓扑控制算法是有效的。     

无线电能传输中非正定磁介质的部分聚焦效应

对无线电能传输中非正定磁介质部分聚焦效应进行了数值研究.采用印刷电路板掩模蚀刻技术制备平面圆螺旋超材料,在兆赫兹波段,该超材料显示了非正定磁导率.数值模拟了磁偶极子的磁场强度经过空气与非正定磁介质后的空间分布.仿真分析发现,插入非正定磁介质后,在距离磁偶极子一定距离处的观测点,磁场强度得到了很大增强.此研究表明,利用非正定磁介质对倏逝波的部分聚焦效应,可以有效提高磁耦合谐振式无线电能传输系统的近场区磁场强度.