無線電能傳輸系統(tǒng)諧振頻率跟蹤方法與實驗系統(tǒng)研究.pdf

1、磁耦合諧振式無線電能傳輸技術作為一種新興的電能傳輸技術具有廣泛的應用前景，其不僅傳輸距離能達到米級范圍，而且還能穿透障礙物。它克服了傳統(tǒng)電能傳輸中的諸多不足，開創(chuàng)了能量傳輸?shù)男路椒ǎ哂兄匾目茖W意義和研究價值。
　　在無線電能傳輸過程中，由于系統(tǒng)線圈傳輸距離變化（過耦合狀態(tài)下）使諧振頻率發(fā)生分裂，從而導致傳輸系統(tǒng)功率大幅下降。因此，為了解決系統(tǒng)頻率分裂引起的系統(tǒng)負載接收功率下降的問題，本文采用對無線電能傳輸系統(tǒng)頻率跟蹤控制的方法

2、，即通過檢測負載功率來對系統(tǒng)信號源頻率進行調(diào)節(jié)。首先對系統(tǒng)分裂狀態(tài)進行擬合作為算法適應度函數(shù)，并對數(shù)據(jù)擬合進行可靠性分析。之后提出并研究了三種算法的改進，并通過matlab仿真來驗證算法。最后通過結合無線通信裝置Zigbee，利用植入DSP的改進算法控制發(fā)射功率源頻率同步跟蹤系統(tǒng)諧振頻率，從而提高過耦合工作狀態(tài)下負載端接收功率。
　　本文通過對磁耦合諧振式無線電能傳輸原理的分析，設計搭建了磁耦合諧振式無線電能傳輸實驗平臺，其主要包

3、括DDS信號發(fā)生器、寬帶線性放大器、發(fā)射線圈、接收線圈和整流電路。在此基礎上，針對無線電能傳輸系統(tǒng)在干擾因素下，諧振頻率改變導致系統(tǒng)負載接收功率下降問題，設計了頻率跟蹤控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括DSP控制系統(tǒng)、Zigbee無線收發(fā)模塊和功率檢測模塊。
　　最后，對頻率跟蹤控制系統(tǒng)，在未加入頻率跟蹤和加入手動頻率跟蹤，以及沒有頻率跟蹤情況下，進行了對比實驗研究。進而對磁耦合諧振式無線電能傳輸系統(tǒng)進行頻率跟蹤控制的實時性、可靠性進行驗證:加