基于無線電能傳輸模式的無人機(jī)懸停無線充電技術(shù)研究.pdf

1、無人機(jī)（Unmanned Aerial Vehicle縮寫UAV）是一種通過無線電實(shí)時(shí)遙控或者自身事先存儲(chǔ)好的程序來控制的、具有攜帶多種功能設(shè)備執(zhí)行各種任務(wù)的能力的、并且能夠多次利用的航空器，因其具有結(jié)構(gòu)簡單、尺寸小、造價(jià)低、生存率高、使用靈活、適應(yīng)性強(qiáng)、零傷亡等諸多優(yōu)勢，而被廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域。但是，由于蓄電池技術(shù)和傳統(tǒng)充供電技術(shù)的限制，使無人機(jī)續(xù)航能力、靈活性、便捷性等方面的發(fā)展受到了限制，如何靈活、便捷地為無人機(jī)補(bǔ)充電能成為了無人

2、機(jī)發(fā)展過程中一個(gè)重要的發(fā)展方向和亟待解決的問題。為了解決這個(gè)問題，本文將無線電能傳輸技術(shù)應(yīng)用到無人機(jī)充電技術(shù)上，提出基于無線電能傳輸模式的無人機(jī)懸停無線充電技術(shù)，設(shè)計(jì)了基于磁共振方式的無人機(jī)懸停無線充電電路，并且為了降低耦合機(jī)構(gòu)的功率損耗，提高整個(gè)電路系統(tǒng)的功率傳輸能力，提出了基于動(dòng)態(tài)調(diào)諧的恒頻控制方法。
　　本文的主要研究工作有以下五個(gè)方面：
　?、俜治隽藷o人機(jī)的續(xù)航能力受限于蓄電池性能和傳統(tǒng)充電方法的現(xiàn)狀，簡要介紹了目前

3、應(yīng)用于無人機(jī)的充電技術(shù)的研究現(xiàn)狀，提出基于無線電能傳輸模式的無人機(jī)懸停無線充電技術(shù)。
　?、趯δ壳皫追N主流的無線電能傳輸技術(shù)進(jìn)行了簡要介紹和比較，并詳細(xì)闡述了用于分析近場耦合無線電能傳輸技術(shù)的互感耦合理論。在此基礎(chǔ)上，分析了應(yīng)用于無人機(jī)懸停無線充電的無線電能傳輸系統(tǒng)表現(xiàn)出來的特征：弱耦合、動(dòng)態(tài)互感和動(dòng)態(tài)負(fù)載。
　?、蹚鸟詈蠙C(jī)構(gòu)拓?fù)涑霭l(fā)，就在弱耦合條件下如何進(jìn)行高效地?zé)o線電能傳輸展開了研究，提出采用基于磁共振技術(shù)的無線電能傳輸

4、系統(tǒng)，并建立了采用PSSS耦合拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的系統(tǒng)功率傳輸模型，在此基礎(chǔ)上針對動(dòng)態(tài)互感和動(dòng)態(tài)負(fù)載的情況，對系統(tǒng)的功率傳輸特性進(jìn)行了分析和優(yōu)化。
　?、転榱私鉀Q在恒頻工作模式下系統(tǒng)發(fā)射線圈諧振網(wǎng)絡(luò)會(huì)由于互感和負(fù)載的變化而失諧的問題，提出采用基于相控電感動(dòng)態(tài)調(diào)諧的恒頻控制策略，并詳細(xì)闡述了通過相控電感調(diào)諧的工作原理、調(diào)諧支路參數(shù)設(shè)計(jì)方法以及恒頻控制方法的實(shí)現(xiàn)方式，最后通過搭建系統(tǒng)模型進(jìn)行仿真研究。
　?、荽罱ㄓ布?shí)驗(yàn)平臺，通過實(shí)驗(yàn)結(jié)果