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采用改进遗传算法的无线电能传输系统参数优化设计
1
作者 杨阳 章治 +2 位作者 吴雪钰 曹嘉亿 郑晅 《西安交通大学学报》 北大核心 2025年第4期93-104,共12页
针对高阶补偿拓扑的无线电能传输(WPT)系统的谐振参数较多且相互关联,从而导致系统设计时各个元件具体参数难以确定的问题,提出了一种适用于一次侧LCC、二次侧LC串联拓扑(LCC-S)的WPT系统参数优化设计方法。利用MATLAB/Simulink搭建WPT... 针对高阶补偿拓扑的无线电能传输(WPT)系统的谐振参数较多且相互关联,从而导致系统设计时各个元件具体参数难以确定的问题,提出了一种适用于一次侧LCC、二次侧LC串联拓扑(LCC-S)的WPT系统参数优化设计方法。利用MATLAB/Simulink搭建WPT系统仿真平台并进行理论分析,评估了谐振参数、耦合系数和等效负载对该系统输出特性的影响,选择影响程度最复杂的变量作为决策变量,构建系统非线性优化模型;以提高WPT系统的传输效率为目标,在遗传算法基础上加入非线性优化策略,并设计新的突变函数,利用改进后的遗传算法(IGA)给出了系统参数的优化设计方案。仿真结果表明:IGA使系统传输效率达到98.34%,相较遗传算法提高了2.52%,且收敛速度显著提高。搭建WPT系统实验平台并进行测试,结果表明:该系统能够以97.98%的传输效率保持300 W的功率输出;当负载电阻处于6~46Ω时,系统传输效率能够维持在90%以上。研究结果可为LCC-S型WPT系统参数设计提供参考。 展开更多
关键词 无线电能传输 LCC-S型 拓扑结构 改进遗传算法 谐振参数优化
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基于磁耦合谐振式小型电动化道路检测车无线充电系统设计
2
作者 杨阳 曹嘉亿 +2 位作者 康晨 李权旺 章治 《长安大学学报(自然科学版)》 CSCD 北大核心 2024年第5期151-163,共13页
为了解决电动化道路检测车的充电问题,以清洁能源利用为标志的道路检测车充电迎来了电动化更新,采用磁耦合谐振式无线充电的电能补给方式,提高检测车无线充电的传输效率,通过交通与能源融合方式来实现“双碳”目标。首先,比较4种基本补... 为了解决电动化道路检测车的充电问题,以清洁能源利用为标志的道路检测车充电迎来了电动化更新,采用磁耦合谐振式无线充电的电能补给方式,提高检测车无线充电的传输效率,通过交通与能源融合方式来实现“双碳”目标。首先,比较4种基本补偿拓扑的传输特性,应用MATLAB/Simulink对道路检测车无线充电系统补偿拓扑进行分析,探究耦合系数和等效电阻对系统输出功率和传输效率的影响,同时设计200 W无线充电仿真系统。其次,利用COMSOL有限元仿真软件对平面线圈进行电磁仿真,对平面圆形线圈的线圈匝数、线圈内外圈的平均半径、间距、偏移进行仿真,分析线圈参数变化对系统输出功率和传输效率的影响。最后,建立200 W小型电动化道路检测车无线充电试验样机,并采用平面圆形线圈对检测车无线充电系统进行测试。研究结果表明:SS型无线电能传输系统的传输效率会随耦合系数增大而增大,随等效负载的增大先增大后下降;在相同绕制面积下,平面圆形线圈比平面方形线圈有更好的传输特性;线圈在适配检测车尺寸同时,还应满足线圈平均半径尽可能大、线圈匝数尽可能多、线圈间距尽可能小、线圈偏移尽可能小等条件以提高检测车无线充电的传输效率;实验室测得200 W小型电动化道路检测车原型样机无线充电系统在20 mm的间距下传输效率为90.14%,充电距离为15~40 mm,可保持充电效率在85%以上稳定输出,实现了道路检测车无线充电功能。 展开更多
关键词 道路工程 无线充电 有限元分析 道路检测车 电磁耦合
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