一种IPT系统及其多参数联合辨识控制方法技术方案

本发明专利技术公开了一种IPT系统及其多参数联合辨识控制方法。所述方法包括：测量逆变器输出电流基波分量有效值、并联补偿电容电压基波分量有效值、原边侧线圈电流有效值；构建双阻抗模方程组，采用基于自适应滤波器的LMS算法对所述双阻抗模方程组进行迭代计算，获得互感、等效负载、系统负载等效阻抗、电池充电电压和电池充电电流的辨识值；还可以基于根据上述辨识值，直接计算目标输出所对应的目标导通角，进而实现系统输出控制。本发明专利技术可适用于互感实时变化的动态充电场景，且不需要PID控制器的参与，省去了PID控制器的设计过程，节省了PID控制器调节导通角的动态调节时间。控制器调节导通角的动态调节时间。控制器调节导通角的动态调节时间。

【技术实现步骤摘要】
一种IPT系统及其多参数联合辨识控制方法


[0001]本专利技术属于无线电能传输
，更具体地，涉及一种IPT系统及其多参数联合辨识控制方法。

技术介绍

[0002]感应式电能传输（Inductive Power Transfer，IPT）技术因其具有非接触式供电、灵活方便、安全性高等优势，而引起广泛关注，研究成果及应用并延伸至包括电动汽车、医疗设备及轨道交通等行业。典型IPT系统结构如图1，直流电源电压U
dc
由市电经直流电源模块提供，高频交流逆变器将U
dc
转换成高频交流电注入原边侧补偿网络，经原边侧补偿网络滤波后的高频交流电通过原边侧线圈L
p
、副边侧线圈线圈L
s
电磁感应至副边侧，再经副边侧补偿网络和副边整流滤波之后形成稳定的直流输出电压供电池充电。
[0003]为实现IPT充电系统稳定的输出特性，典型的实现方式如图2。通过电压、电流传感器检测电池充电的实时充电电压U
Bat
、充电电流I
Bat
，并将所检测到的U...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种IPT系统，其特征在于，包括逆变器、原边侧补偿网络、原边侧线圈、副边侧线圈、副边侧补偿网络、整流器和参数辨识模块，所述原边侧补偿网络包括原边侧并联补偿电容，所述参数辨识模块用于实现步骤：确定所述逆变器输出电压基波分量瞬时值，测量所述逆变器输出电流基波分量有效值I
inv_f_mea
、所述原边侧并联补偿电容电压基波分量有效值U
c1_f_mea
和所述原边侧线圈电流有效值I
p_mea
；根据IPT系统等效电路确定和的表达式，Z
p
为所述原边侧并联补偿电容后端的等效阻抗，Z
in
为IPT系统输入等效阻抗，为Z
p
的模，为Z
in
的模，和的表达式是关于待辨识参数的函数，为IPT系统的等效负载，M为所述原边侧线圈和所述副边侧线圈间的互感；根据I
inv_f_mea
、计算得到，根据U
c1_f_mea
和I
p_mea
计算得到，将等同于，将等同于，得到关于待辨识参数的双阻抗模方程组；采用基于自适应滤波器的LMS算法对双阻抗模方程组进行迭代计算，将迭代结束时M和R
L
的取值作为其辨识值，将M的辨识值记为M
iden
，将R
L
的辨识值记为R
L_iden
；将R
L
等效为等效电阻R
e
和等效电感L
e
的串联，将电池充电电压记为U
Bat
，将电池充电电流记为I
Bat
，根据IPT系统的等效电路确定R
e
、L
e
、U
Bat
、I
Bat
的计算公式，根据M
iden
、R
L_iden
计算得到 R
e
、L
e
、U
Bat
和I
Bat
的辨识值。2.如权利要求1所述的IPT系统，其特征在于，所述采用基于自适应滤波器的LMS算法对所述方程组进行迭代计算包括步骤：设置R
L
的迭代初始值；R
L
的迭代满足，为R
L
的第n+1次迭代值，为R
L
的第n次迭代值，，，，当与Z
in
的迭代值的差小于预设阈值，迭代结束。3.如权利要求1所述的IPT系统，其特征在于，。4.如权利要求1所述的IPT系统，其特征在于，。5.如权利要求1所述的IPT系统，其特征在于，还包括充电控制模块，所述充电控制模块用于实现步骤：根据IPT系统的等效电路分别确定恒压充电阶段目标导通角的计算公式、恒流充电阶段目标导通角的计算公式；根据U
Bat
的辨识值和恒压充电阶段的目标输出电压判断IPT系统处于恒压充电阶段还是恒流充电阶段；如果处于恒压充电阶段，则将辨识值和所述目标输出电压代入的计算公式计算
的取值，根据的取值生成控制所述逆变器的控制信号，使得所述逆变器的导通角保持为；如果处于恒流充电阶段，则将辨识值和恒流充电阶段的目标输出电流代入的计算公式计算的取值，根据的取值生成控制所述逆变器的控制信号，使得所述逆变器的导通角保持为。6.如权利要求5所述的IPT系统，其特征在于，所述IPT系统为双边LCC型IPT系统，所述原边侧补偿网络还包括原边侧串联补偿电容和原边侧串联补偿电感，所述副边侧补偿网络包括副边侧串联补偿电感、副边侧串联补偿电容和副边侧并联补偿电容，和的计算公式为：，，Z
e_iden =jωL
e_iden
+ R
e_iden ，=，，，，，Z
L1
=jωL1+ R
L1
，Z
c1
=1/(jωC1) +R
c1 ，Z
cp
=1/(jωC
p
) +R
cp ，Z
Lp
=jωL
p
+ R
Lp ，Z
m
=jωM
iden ，Z
Ls
=jωL
s
+ R
Ls ，Z
cs
=1/(jωC
s
) +R
cs ，Z
c2
=1/(jωC2) +R
c2 ，Z
L2
=jωL2+ R
L2 ，Z
e_iden =jωL
e...

【专利技术属性】
技术研发人员：王蕾，孙盼，吴旭升，何笠，孙军，杨刚，蔡进，梁彦，荣恩国，张筱琛，沈昊旻，王乐宇，
申请(专利权)人：中国人民解放军海军工程大学，
类型：发明
国别省市：