The invention discloses an inductively coupled wireless power transmission device and ADRC control method, device comprises a rectifier unit, inverter unit, transmitter transmitter resonant unit, a current detecting unit, ADRC control unit, the receiver resonant unit by using the generalized state space averaging method is used to describe the transient process of device the inductively coupled wireless energy transmission device based on small signal model, based on the small signal model, the ADRC theory design unit ADRC coupled wireless power transmission device, the ADRC control unit to suppress voltage disturbance due to reflection coil current changes, so as to realize the device emission control side current speed and stability, and effectively compensate for the difference in performance caused by the device parameters, to ensure the whole system with the device It has excellent dynamic process and strong robustness, and does not require the communication between the receiver and the transmitter.
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种感应耦合式无线能量传输装置及其自抗扰控制方法,属于无线电能传输
技术介绍
为了进行无功补偿和增强能量传输效率,感应耦合式无线能量传输系统中一般都会利用由多个储能元件构成的谐振网络之间的耦合来进行能量传输,并且系统在不同的工作状态下会表现出不同的动力学行为,因此感应耦合式无线能量传输系统不可避免的成为一个典型的高阶非线性系统,其数学模型也只能通过一定程度的近似来得到。同时,感应耦合式无线能量传输系统的传输特性与负载状况,谐振频率偏移程度等多种因素密切相关。在感应耦合式无线能量传输系统的应用场景中,接收负载位置不一定是固定的,数量可以是一个或多个,而且可以随时切入和切出系统,具有很强的不确定性。发射和接收谐振网络也可能元器件的因为老化和坏损,导致其谐振频率偏移系统设定的工作频率,而系统的传输性能又对频率偏移非常敏感。因此在大多数情况下,感应耦合式无线能量传输系统都需要根据系统模型及负载特性设计快速有效的控制器,保证系统能够在稳态下工作并具有一定的鲁棒性。专利1:磁耦合谐振式无线电能传输系统及其双侧自调谐方法,申请号201510777765.0,该专利技术提供一种磁耦合谐振式无线电能传输系统及其双侧自调谐方法,该系统通过在发射回路中增加一个阻抗调节网络来实现发射回路自动调谐,而无需在接收回路额外增加阻抗调节网络,仅通过调节发射端电源工作频率来间接实现接收回路自动调谐。专利2: ...
【技术保护点】
一种感应耦合式无线能量传输装置,其特征在于,包括整流单元(2)、发射端逆变单元(3)、发射端谐振单元(4)、电流检测单元(9)、自抗扰控制单元(11)、接收端谐振单元(15);自抗扰控制单元(11)包括扩张状态观测器(12)、扰动补偿单元(13)、反馈控制单元(14),装置发射端谐振电流itrack(8)经过电流检测单元(9)转化为相应检测电压信号Vtrack(10)输入给自抗扰控制单元(11),自抗扰控制单元(11)采用自抗扰控制算法控制发射端逆变单元(3);交流电源(1)与整流单元(2)相连接,整流单元(2)输出稳定直流电压并于发射端逆变单元(3)连接,发射端逆变单元(3)与发射端谐振单元(4)连接并提供能量输入,发射端谐振单元(4)通过发射线圈LT(5)与接收线圈Lr(16)的耦合谐振向接收端谐振单元(15)传输能量,接收端谐振单元(15)接收能量并向负载阻抗RL(18)供电。
【技术特征摘要】
1.一种感应耦合式无线能量传输装置,其特征在于,包括整流单元(2)、发射端逆变单
元(3)、发射端谐振单元(4)、电流检测单元(9)、自抗扰控制单元(11)、接收端谐振单元
(15);
自抗扰控制单元(11)包括扩张状态观测器(12)、扰动补偿单元(13)、反馈控制单元
(14),装置发射端谐振电流itrack(8)经过电流检测单元(9)转化为相应检测电压信号Vtrack(10)输入给自抗扰控制单元(11),自抗扰控制单元(11)采用自抗扰控制算法控制发射端逆
变单元(3);
交流电源(1)与整流单元(2)相连接,整流单元(2)输出稳定直流电压并于发射端逆变
单元(3)连接,发射端逆变单元(3)与发射端谐振单元(4)连接并提供能量输入,发射端谐振
单元(4)通过发射线圈LT(5)与接收线圈Lr(16)的耦合谐振向接收端谐振单元(15)传输能
量,接收端谐振单元(15)接收能量并向负载阻抗RL(18)供电。
2.如权利要求1所述的一种感应耦合式无线能量传输装置,其特征在于,发射端谐振单
元(4)为LC串联谐振网络,包括发射线圈LT(5)、发射补偿电容CT(6)、发射线圈电阻RT(7)。
3.如权利要求1所述的一种感应耦合式无线能量传输装置,其特征在于,接收端谐振单
元(15)包括接收线圈Lr(16)、接收端补偿单元(17)、负载阻抗RL(18)。
4.一种感应耦合式无线能量传输装置的自抗扰控制方法,其特征在于,感应耦合式无
线能量传输装置的自抗扰控制的实现步骤如下:
步骤A:电流检测单元(9)对发射端谐振单元(4)中的谐振电流itrack(8)进行检测,得到
的相应检测电压信号Vtrack(10)输入给自抗扰控制单元(11)中的扩张状态观测器(12);
步骤B:将接收端谐振单元(15)接收端线圈Lr(16)在发射端线圈LT(5)上形成的反射感
应电压V2(23)视为一个需要抑制的扰动进而简化装置模型,然后利用广义状态平均法对所
述感应耦合式无线能量传输装置建立广义状态平均模型,得到的广义状态平均模型状态方
程如公式(1)所示,对应谐振电流有效值的小信号表达式如公式(2)所示:
x~·1x~·2x~·3x~·4=-RLω-1L0-ω-RL0-1L1C00ω01C-ω0x~1x~2x~3x~4+0-12L0-2&...
【专利技术属性】
技术研发人员:冬雷,鞠兴龙,王亚楠,
申请(专利权)人:北京理工大学,
类型:发明
国别省市:北京;11
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