基于多谐振耦合的无线电能和信息同步传输技术研究

基本信息
批准号:51577041
项目类别:面上项目
资助金额:68.00
负责人:魏国
学科分类:
依托单位:哈尔滨工业大学
批准年份:2015
结题年份:2019
起止时间:2016-01-01 - 2019-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:逯仁贵,周庆东,李阳,金立旸,张淼,颜朝鹏,汪都,陈昊
关键词:
无人搬运车供电无线信息传输多谐振耦合无线电能传输
结项摘要

In many practical applications, we not only need the wireless power transfer, but also require the real-time unidirectional or bidirectional information synchronous transfer. According to the unity of magnetic resonance wireless power transfer theory and magnetic resonance communication theory, the project proposes an efficient solution with multi-band resonant coupling technology, and research on the key scientific issues, achieving mid-range wireless power and bidirectional information transfer using shared coupling mechanism. We propose a multi-band resonant coupling mechanism with high resonant capacity, and research the integrative modeling method based on circuit and magnetic theory, then propose an inverse optimum design method of systematic structural parameters based on the forward model and multi-objective optimization algorithm, which provides theoretical guidance for the establishment of the actual system. Aiming at the difficult problem of transferring power and information synchronously when load or the receiving end’s position changes dynamically, we research the adaptive hybrid control strategy based on the impedance matching and source frequency regulation, improving the efficiency and stability. In order to further expand the applied range, we research the power and bidirectional information transfer technique,and the relay enhancement technique. On the experimental study, we introduce the technology into AGV wireless power supply system to improve the convenience and flexibility. Innovative achievements of the project will promote the development of wireless power and information transfer, and enrich the theoretical and technical systems.

在众多实际应用需求中,不仅需要电能的无线传输,同时还要求实时的单向或双向信息同步传输。依据磁耦合谐振电能传输和谐振式磁通信理论上的统一性,提出基于多谐振耦合技术的高效解决方案,并围绕关键科学问题展开研究,实现共用耦合机构的中距离无线电能和双向信息的传输。提出一种具有高谐振容量的多谐振耦合机构;研究基于电路和磁路理论的一体化建模方法,进而形成基于正向模型和多目标优化算法的系统结构参数逆向优化设计方法,为实际系统的构建提供理论指导;针对接收端位置/负载动态变化时电能和信息同步传输的难题,研究基于阻抗匹配和激励源频率调节的自适应复合控制策略,提高效率和稳定性;为进一步拓展应用范围,研究多谐振耦合框架下的电能和双向信息传输技术以及中继增强技术;在实验研究上,将该技术引入无人搬运车无线供电系统中,提高了方便性和灵活性。项目研究将推动无线电能和信息同步传输技术的发展并丰富其理论和技术体系。

项目摘要

在众多实际应用需求中,不仅需要电能的无线传输,同时还要求实时的单向或双向信息同步无线传输。项目依据磁耦合谐振电能传输和谐振式磁通信理论上的统一性,提出了基于多谐振耦合技术的高效解决方案,并围绕关键科学问题展开了研究,实现了共用耦合机构的中距离无线电能和双向信息的传输。深入研究了具有高谐振容量的多谐振耦合机构:系统研究了系列复合谐振电路扑结构和特性,完成了基于正向模型和多目标优化算法的磁耦合机构参数逆向优化设计方法;针对接收端位置/负载动态变化时电能和信息同步传输的难题,提出了基于阻抗匹配和激励源频率调节的自适应复合控制策略;在深入研究电能和信息同步传输机理的基础上,提出了多种基于多谐振耦合的电能和双向信息无线同步传输方法;面向实际应用需求,构建了两级无线能量和信息同步传输系统:第一级实现单发射线圈和单接收线圈的单向能量传输和双向信息传输,对电池进行无线充电;第二级实现单发射线圈多接收线圈的能量单向传输和信息多向传输,对多个负载供电。项目研究丰富了无线电能和信息传输的理论和技术体系,推动了无线电能和信息同步传输技术的发展。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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