一种基于滑模预测控制的动态无线充电输出功率控制方法技术

本发明专利技术公开了一种基于滑模预测控制的动态无线充电输出功率控制方法，属于无线电能传输技术领域。该方法应用于LCC

【技术实现步骤摘要】
一种基于滑模预测控制的动态无线充电输出功率控制方法


[0001]本专利技术涉及无线电能传输
，特别涉及一种基于滑模预测控制的动态无线充电输出功率控制方法。

技术介绍

[0002]电动汽车、AGV移动机器人在使用过程中，续航及充电问题制。采用无线电能传输方式，能够解决接口限制、程序繁琐等问题，有效提升充电可靠性。目前主要有静态和动态两种无线电能传输方式，但静态无线充电存在着充电位固定、输出功率低等问题；而动态无线充电技术(dynamic wireless power transmission,DWPT)，以非接触的方式为行驶中的物体提供能量供给，有效提高续航能力，考虑到高速行驶给充电稳定性及系统设计带来了不安全。为此有学者提出在进入低速行驶阶段中进行快速动态无线充电，可以有效降低系统设计难度与成本。
[0003]然而动态充电中接收端线圈实时保持移动，线圈之间的传输距离不可避免地发生变化，这要求系统必须具有较宽的偏移范围，即线圈之间的耦合系数在一定范围内变化时，传输功率保持稳定。有学者表明线圈之间相对位置变化所引起的功率波动的本质原因本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于滑模预测控制的动态无线充电输出功率控制方法，其特征在于，所述方法应用于LCC
‑
S型谐振电路，包括：步骤10、构建基于LCC
‑
S型谐振电路的系统拓扑模型，选取输出电压与控制电压的误差为控制的状态变量，所述状态变量包括跟踪偏差量、跟踪偏差量变化率以及跟踪偏差量积分，然后对所述状态变量进行求导，得到系统状态空间方程，所述系统的全桥逆变器采用移相调制方式；步骤20、构造滑模面，当系统接近预期输出功率，滑模控制通过预测下一步输出，如果出现超调，通过当前预测值减去上一时刻预测值作为反馈校正，给当前的滑模预测控制步，接收端达到预期功率后，输出电压保持平稳；将滑模面对时间求导，得到滑模控制器的控制算法；步骤30、采集接收端的滤波电容电流以及负载电压，通过欧拉公式离散，预测下一时刻的滤波电容电流以及负载电压，将预测结果代入滑模控制器的控制算法，计算出下一时刻滑模控制输出值；步骤40、通过当前时刻滑模控制输出值与在k
‑
1时刻的滑模预测值之间的差值来对k+1时刻滑模预测输出值进行反馈校正，并使校正后的预测输出值满足让成本函数逐渐趋于0；步骤50、将校正后的预测输出值代入移相控制方程，计算出移相角，控制所述全桥逆变器移相，实现对输出功率的控制。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤10中，所述状态变量具体为：其中，x1(k)为跟踪偏差量、x2(k)为跟踪偏差量变化率，x3(k)为跟踪偏差量积分，V
ref
为参考电压，R
L
为负载电阻，L
f
为滤波电感，C
f
是滤波电容，u0(k)为随时间变化的负载电压值，u(k)为切换控制律，其等效于二次侧整流桥输出电压有效值u
out
(k)，k为当前时间除以控制周期。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：所述系统状态空间方程为：其中，为跟踪偏差量的导数、为跟踪偏差量变化率的导数，为跟踪偏差量积分的导数，X(k)为k时刻系统状态变量，u(k)为k时刻的系统控制量，u0(k)为k时刻的负载电压值。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤20中，滑模面具体为：s(k)＝σ
T
x(k)
‑
α
k
s(0)其中，σ
T
＝[σ1,
…
,σ
n
]；α
k
s(0)为预测方程，其含义是对σ
T
x(k)变化的预测，用指数函数
收敛，0<...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄东晓，侯隽，柯栋梁，汪凤翔，
申请(专利权)人：泉州装备制造研究所，
类型：发明
国别省市：