【技术实现步骤摘要】
一种激光传能网络效率优化方法和系统
[0001]本专利技术属于激光无线能量传输
，更具体地，涉及一种激光传能网络效率优化方法和系统。
技术介绍
[0002]目前国内外对于激光无线传能网络的研究还处于起步阶段，无论是在激光无线传能网络的设备方面，还是在激光无线传能网络的控制策略及优化方法方面，均未形成成熟的体系。
[0003]在激光传能的过程中，由于需要进行多次电光光电的能量转换，能量传输效率并不高，同时，根据比尔
‑
朗伯特定律，激光在大气介质中传输时不可避免地会出现衰减，这也进一步降低了整个激光传能过程的效率。激光传能的效率较低是制约激光传能技术发展的关键因素。
技术实现思路
[0004]针对现有技术的缺陷，本专利技术的目的在于提供一种激光传能网络效率优化方法和系统，旨在解决现有激光传能的效率较低的问题。
[0005]为实现上述目的，第一方面，本专利技术提供了一种激光传能网络效率优化方法，所述待优化激光传能网络包括：激光发射端、若干中继端和激光接收端，该方法包括：
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种激光传能网络效率优化方法，其特征在于，所述待优化激光传能网络包括：激光发射端、若干中继端和激光接收端，该方法包括：S1.构建待优化激光传输网络的带权有向图：将激光发射端作为起始节点，将激光接收端作为结束节点，将各中继端作为中间节点，为所有可能存在激光传输关系的两个节点建立边<源节点设备，目的节点设备>，将目的节点设备本身的能量转换效率和激光以该边为路径的传输效率的乘积，作为该边上的权重；S2.最优传能路径的确定：从待优化激光传输网络的带权有向图的起始节点出发，搜索出到达结束节点的效率最高的传能路径，作为最优传能路径；S3.效率优化：以整个激光传能网络的总损耗最小为目标，在激光发射端的输出功率约束、各中继端的充/放电功率约束和蓄电池电量约束、激光接收端的充/放电功率约束、蓄电池电量约束和功率平衡约束下，求解得到最优传能路径中各中继端的充/放电功率、激光发射端的输入功率。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述激光以该边为路径的传输效率的计算公式如下：其中，S
r
为激光光伏电池的面积，β为激光的发散角，q
k
为遮挡因子，当路径被遮挡时取值0，当路径未被遮挡时取值1，R为源节点至目的节点的距离，μ为衰减系数计算函数，r为源节点至路径上各点处的距离变量，λ为激光波长。3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S2采用改进的狄克斯特拉算法搜索效率最高的传能路径，所述改进的狄克斯特拉算法中，每次的优化目标为传能路径上各边上权重的乘积最大。4.如权利要求1至3任一项所述的方法，其特征在于，步骤S3包括：S31.任务段拆分：将激光接收端整个工作过程拆分为若干个子任务段；S32.确定决策变量：将最优传能路径中各中继端在各个子任务段的充/放电功率和激光发射端的输入功率作为决策变量；S33.构建目标函数表达式和各约束条件：将Q1＝Q
in
‑
Q
out
作为目标函数，其中，Q
in
为所有子任务段内激光发射端、中继端及激光接收端输入能量的总和，Q
out
为所有子任务段内激光接收端负载耗能的总和；S34.在满足各约束条件的前提下，使得目标函数最小，进行求解，从而使系统传能损耗最小。5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所有子任务段内激光发射端、中继端及激光接收端输入能量总和的计算公式如下：其中，K为子任务的数量，I为中继端的数量，为第k个子任务段内激光发射端的输入
功率，为第k个子任务段内中继端i的充/放电功率，中继端蓄电池充电时取值为正，中继端蓄电池放电时取值为负；为第k个子任务段内中继端i的存在因子，当第k个子任务段内的最优路径中包含中继端i时，存在因子取值1，当第k个子任务段内的最优路径中不包含中继端i时，存在因子取值0，为第k个子任务段内激光接收端的充/放电功率，激光接收端蓄电池充电时取值为正，激光接收端蓄电池放电时取值为负；t
k
为第k个子任务段的时间长度。6.如权利要求4所述的方法，其...
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