CN111654117A - 一种无线电能传输系统和无线电能传输控制方法 - Google Patents

一种无线电能传输系统和无线电能传输控制方法 Download PDF

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CN111654117A CN202010522768.0A CN202010522768A CN111654117A CN 111654117 A CN111654117 A CN 111654117A CN 202010522768 A CN202010522768 A CN 202010522768A CN 111654117 A CN111654117 A CN 111654117A
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Abstract

本发明属于无线电能传输技术领域,公开了一种无线电能传输系统和无线电能传输控制方法,包括利用电流传感器检测供电电流;检测无线电能传输状态、中断及相关信息;并确定电能接收端的需求信息;通过电磁发生器产生电磁波;通过发射天线发射无线电磁波;通过接收器接收电磁波;基于接收的无线电能传输状态、中断信息判断传输是否稳定以及当前负载状态;基于判断结果通过功率调节器调节无线电能传输功率;利用电磁转换器将接收的电磁波转化为电能;利用辅助电源存储转化的电能;本发明可以根据负载的变化进而调节系统的通信速率,提高了无线电能传输系统的抗干扰能力。

Description

一种无线电能传输系统和无线电能传输控制方法
技术领域
本发明属于无线电能传输技术领域,尤其涉及一种无线电能传输系统和无线电能传输控制方法。
背景技术
目前,电能无线传输是利用一种特殊设备将电源的电能转变为可无线传播的能量,在接受端又将次此能量转变回电能,从而到达对用电器的无线供电。非接触式充电技术所采用的电磁感应原理,这种非接触式充电技术在许多便携式终端里应用日益广泛。这种类型中,将两个线圈放置于邻近位置上,当电流在一个线圈中流动时,所产生的磁通量成为媒介,导致另一个线圈中也产生电动势。然而,现有无线电能传输系统和无线电能传输控制方法对无线电能传输状态检测不准确;同时,发射端的发射功率是逐渐逼近接收端的额定功率,调整时间较长,不能即时调整到负载的额定功率。
综上所述,现有技术存在的问题是:现有无线电能传输系统和无线电能传输控制方法对无线电能传输状态检测不准确;同时,发射端的发射功率是逐渐逼近接收端的额定功率,调整时间较长,不能即时调整到负载的额定功率。
发明内容
针对现有技术存在的问题,本发明提供了一种无线电能传输系统和无线电能传输控制方法。
本发明是这样实现的,一种无线电能传输控制方法,所述无线电能传输控制方法包括以下步骤:
步骤一,为无线电能传输系统供电;输入或建立负载信息、中断次数与功率参数的索引表;利用电磁屏蔽装置进行电磁屏蔽;
步骤二,利用电流传感器检测供电电流;检测无线电能传输状态、中断及相关信息;并确定电能接收端的需求信息;
在为无线电能传输系统供电时,供电端接收无线电能传输系统的当前运行状态信息和下一步动作信息并根据所述无线电能传输系统的当前运行状态信息和下一步动作信息调整电源发射功率,具体包括:
如果通过当前运行状态信息判断出与无线电能传输系统连接的负载不是合法负载,则将电源发射功率调整为零;
如果通过当前运行状态信息和下一步动作信息判断出所述负载为合法负载且功率即将变大,则提高电源发射功率;
如果通过所述当前运行状态信息和下一步动作信息判断出所述负载为合法负载且功率即将变小,则降低电源发射功率;
步骤三,通过电磁发生器产生电磁波;通过发射天线发射无线电磁波;通过接收器接收电磁波;基于接收的无线电能传输状态、中断信息判断传输是否稳定以及当前负载状态;
步骤四,基于判断结果通过功率调节器调节无线电能传输功率;
步骤五,利用电磁转换器将接收的电磁波转化为电能;利用辅助电源存储转化的电能;
步骤六,基于存储的电能以及获取的电能需求信息进行电能分配;并通过显示器显示检测的电流、传输状态信息、当前传输功率以及存储的电能信息;
步骤二中,所述电流传感器检测供电电流信号,对电流信号进行去噪的过程为:
根据检测的电流信号,建立对应的去噪训练样本;
针对去噪训练样本中的电流信号,识别含有噪声的电流信号;
求出电流信号在不同尺度上的模极大值的电流信号传输特性;
将小波变换中的不含有噪声电流信号的模极大值代替含有噪声的模极大值,替换完成后,对小波变换模极大值对检测的电流信号进行重构;
步骤六中,所述基于存储的电能以及获取的电能需求信息进行电能分配包括:
首先,获取存储的电能数据以及获取的电能需求信息;
其次,判断当前存储的电能数据是否满足电能需求;若是,则直接将存储的电能按照需求信息传送至电能需求端;
若否,则将存储的电能全部传输至电能需求端;并获取当前传输负载信息,并判断是否达到最大负载;当未达到最大负载时,通过功率调节器加大无线电能传输功率。
进一步,步骤二中,所述传输状态检测方法如下:
(1)通过监测设备测量感应式原边电流幅值;
(2)基于所述原边电流幅值,利用扩展卡尔曼滤波器对所述感应式副边信息进行预测,获取预测结果;
(3)通过扩展卡尔曼滤波器对所述预测结果进行校验,获取经过校验的所述感应式无线电能传输系统的副边信息。
进一步,步骤(2)中,所述利用扩展卡尔曼滤波器对所述感应式无线电能传输系统的副边信息进行预测为:
Figure BDA0002532751350000031
Pk+1/k=FPk/kFT+Q
式中,k/k表示在时刻k进行基于时刻k的滤波,k+1/k表示在时刻k+1进行基于时刻k时的参数预测;
Figure BDA0002532751350000032
为k时刻的系统状态变量,
Figure BDA0002532751350000033
是k+1时刻的系统状态变量;F表示状态转移矩阵;FT表示F的转置;uk表示k时刻的控制增益;P是误差的协方差矩阵;Q表示过程激励噪声的协方差,为是状态转移矩阵与实际过程之间的误差。
进一步,步骤(3)中,所述通过扩展卡尔曼滤波器对所述预测结果进行校验为:
Figure BDA0002532751350000041
Figure BDA0002532751350000042
Pk+1/k+1=Pk+1/k-Kk+1Hk+1Pk+1/k
其中,
Figure BDA0002532751350000043
式中,
Figure BDA0002532751350000044
表示k时刻先验状态估计值;
Figure BDA0002532751350000045
表示k+1时刻后验状态估计值;Pk+1/k表示k时刻的先验估计协方差;Pk+1/k+1表示k+1时刻的后验估计协方差;Kk表示k时刻的卡尔曼增益;Kk+1表示k+1时刻的卡尔曼增益;yk+1表示测量值;H表示量测矩阵;S表示测量噪声协方差;Hk表示k时刻的量测矩阵,Hk+1表示k+1时刻的量测矩阵,HkT+1表示Hk+1的转置;y表示k时刻的测量值。
进一步,步骤四中,所述功率调节方法如下:
1)接收功率调节控制命令;并获取负载信息、中断次数与功率参数的索引表;
2)在索引表中查找与所述负载信息对应的功率参数;
3)通过功率调节器基于步骤2)得到的功率参数调节功率。
本发明的另一目的在于提供一种实施所述的无线电能传输控制方法的无线电能传输系统,其特征在于,所述无线电能传输系统包括:
索引确定模块,与主控模块连接,用于输入或建立负载信息、中断次数与功率参数的索引表;
电流检测模块,与主控模块连接,用于通过电流传感器检测供电电流;
电能需求检测模块,与主控模块连接,用于确定电能接收端的需求信息;
传输检测模块,与主控模块连接,包括传输状态检测单元与传输中断检测单元;用于检测无线电能传输信息;通过监测设备测量感应式原边电流幅值,基于所述原边电流幅值,利用扩展卡尔曼滤波器对所述感应式副边信息进行预测,获取预测结果;通过扩展卡尔曼滤波器对所述预测结果进行校验,获取经过校验的所述感应式无线电能传输系统的副边信息;
主控模块,与供电模块、索引确定模块、电流检测模块、电能需求检测模块、传输检测模块、电磁产生模块、信号发射模块、电磁接收模块、功率调节模块,用于通过主控机控制各个模块正常工作;
功率调节模块,与主控模块连接,用于通过功率调节器调节无线电能传输功率;接收功率调节控制命令;并获取负载信息、中断次数与功率参数的索引表;在索引表中查找与所述负载信息对应的功率参数,通过功率调节器基于上一步得到的功率参数调节功率。
进一步,所述主控模块还与电磁转化模块、电能存储模块、电能分配模块、电磁屏蔽模块、显示模块连接;
电磁转化模块,用于通过电磁转换器将接收的电磁波转化为电能,并与主控模块连接;
电能存储模块,用于利用辅助电源存储转化的电能,并与主控模块连接;
电能分配模块,用于基于获取的电能需求信息进行电能分配,并与主控模块连接;获取存储的电能数据以及获取的电能需求信息;判断当前存储的电能数据是否满足电能需求;若是,则直接将存储的电能按照需求信息传送至电能需求端;若否,则将存储的电能全部传输至电能需求端;并获取当前传输负载信息,并判断是否达到最大负载;当未达到最大负载时,通过功率调节器加大无线电能传输功率;
电磁屏蔽模块,用于利用电磁屏蔽装置进行电磁屏蔽,并与主控模块连接;
显示模块,用于通过显示器显示检测的电流、传输状态信息、当前传输功率以及存储的电能信息,并与主控模块连接。
进一步,所述传输检测模块包括:
传输状态检测单元:用于检测无线电能负载及相关信息;
传输中断检测单元:用于检测无线电能传输中断次数。
进一步,所述主控模块包括:
所述主控模块接收传输检测模块检测的无线电能传输状态、中断信息;并基于接收的无线电能传输状态、中断信息判断传输是否稳定以及当前负载状态,同时基于判断结果传输生成输出控制命令,并控制功率调节模块通过功率调节器调节无线电能传输功率。
进一步,所述无线电能传输控制系统还包括:
供电模块,与主控模块连接,用于为无线电能传输系统供电;
电磁产生模块,与主控模块连接,用于通过电磁发生器产生电磁波;
信号发射模块,与主控模块连接,用于通过发射天线发射无线电磁波;
电磁接收模块,与主控模块连接,用于通过接收器接收电磁波。
本发明的优点及积极效果为:本发明中索引确定模块用于输入或建立负载信息、中断次数与功率参数的索引表。电流检测模块用于通过电流传感器检测供电电流。电能需求检测模块用于确定电能接收端的需求信息。传输检测模块包括传输状态检测单元与传输中断检测单元;用于检测无线电能传输信息。电磁产生模块用于通过电磁发生器产生电磁波。信号发射模块用于通过发射天线发射无线电磁波。电磁接收模块用于通过接收器接收电磁波。功率调节模块用于通过功率调节器调节无线电能传输功率。电磁转化模块用于通过电磁转换器将接收的电磁波转化为电能。电能存储模块用于利用辅助电源存储转化的电能。电能分配模块用于基于获取的电能需求信息进行电能分配。电磁屏蔽模块用于利用电磁屏蔽装置进行电磁屏蔽。
本发明可以根据负载的变化进而调节系统的通信速率,提高了无线电能传输系统的抗干扰能力。本发明通过传输检测模块解决了由于原副边子系统的非接触形式,使在线准确地获得副边的数据变得相对困难的问题。为了能获得相对精确的副边数据来对功率进行反馈控制,尝试将基于扩展卡尔曼滤波器EKF理论的状态观测器应用于无线电能传输WPT系统中;扩展卡尔曼滤波器EKF模型中包含了系统误差和测量误差的统计信息,故基于扩展卡尔曼滤波器EKF的状态观测器,不但可以观测系统的状态,还可以滤除电磁干扰和测量噪音的影响;同时,通过功率调节模块建立通讯信道,接收端通过通讯信道将自身相关参数和状态信息发给发射端,发射端根据不同的参数信息调整功率的大小;这样发射端发射功率的调整可以一步到位,大大减少了系统功率的调整时间和功率调整的误差。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案,下面将对本申请实施例中所需要使用的附图做简单的介绍,显而易见地,下面所描述的附图仅仅是本申请的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的无线电能传输系统结构框图。
图1中:1、供电模块;2、索引确定模块;3、电流检测模块;4、电能需求检测模块;5、传输检测模块;6、电磁产生模块;7、信号发射模块;8、电磁接收模块;9、主控模块;10、功率调节模块;11、电磁转化模块;12、电能存储模块;13、电能分配模块;14、电磁屏蔽模块;15、显示模块。
图2是本发明实施例提供的无线电能传输控制方法流程图。
图3是本发明实施例提供的传输状态检测检测方法流程图。
图4是本发明实施例提供的功率调节方法流程图。
图5是本发明实施例提供的电能分配流程图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
针对现有技术存在的问题,本发明提供了一种无线电能传输系统和无线电能传输控制方法,下面结合附图对本发明作详细的描述。
下面结合附图对本发明的结构作详细的描述。
如图1所示,本发明实施例提供的无线电能传输控制方法包括以下步骤:
供电模块1,与主控模块9连接,用于为无线电能传输系统供电。
索引确定模块2,与主控模块9连接,用于输入或建立负载信息、中断次数与功率参数的索引表。
电流检测模块3,与主控模块9连接,用于通过电流传感器检测供电电流。
电能需求检测模块4,与主控模块9连接,用于确定电能接收端的需求信息。
传输检测模块5,与主控模块9连接,包括传输状态检测单元与传输中断检测单元;用于检测无线电能传输信息。
电磁产生模块6,与主控模块9连接,用于通过电磁发生器产生电磁波。
信号发射模块7,与主控模块9连接,用于通过发射天线发射无线电磁波。
电磁接收模块8,与主控模块9连接,用于通过接收器接收电磁波。
主控模块9,与供电模块1、索引确定模块2、电流检测模块3、电能需求检测模块4、传输检测模块5、电磁产生模块6、信号发射模块7、电磁接收模块8、功率调节模块10、电磁转化模块11、电能存储模块12、电能分配模块13、电磁屏蔽模块14、显示模块15连接,用于通过主控机控制各个模块正常工作。
功率调节模块10,与主控模块9连接,用于通过功率调节器调节无线电能传输功率。
电磁转化模块11,与主控模块9连接,用于通过电磁转换器将接收的电磁波转化为电能。
电能存储模块2,与主控模块9连接,用于利用辅助电源存储转化的电能。
电能分配模块13,与主控模块9连接,用于基于获取的电能需求信息进行电能分配。
电磁屏蔽模块14,与主控模块9连接,用于利用电磁屏蔽装置进行电磁屏蔽。
显示模块15,与主控模块9连接,用于通过显示器显示检测的电流、传输状态信息、当前传输功率以及存储的电能信息。
本发明实施例提供的传输检测模块5包括:
传输状态检测单元:用于检测无线电能负载及相关信息。
传输中断检测单元:用于检测无线电能传输中断次数。
本发明实施例提供的主控模块包括:
所述主控模块接收传输检测模块检测的无线电能传输状态、中断信息;并基于接收的无线电能传输状态、中断信息判断传输是否稳定以及当前负载状态,同时基于判断结果传输生成输出控制命令,并控制功率调节模块通过功率调节器调节无线电能传输功率。
如图2所示,本发明实施例提供的无线电能传输控制方法包括以下步骤:
S101,为无线电能传输系统供电;输入或建立负载信息、中断次数与功率参数的索引表;利用电磁屏蔽装置进行电磁屏蔽。
S102,利用电流传感器检测供电电流;检测无线电能传输状态、中断及相关信息;并确定电能接收端的需求信息。
S103,通过电磁发生器产生电磁波;通过发射天线发射无线电磁波;通过接收器接收电磁波;基于接收的无线电能传输状态、中断信息判断传输是否稳定以及当前负载状态。
S104,基于判断结果通过功率调节器调节无线电能传输功率。
S105,利用电磁转换器将接收的电磁波转化为电能;利用辅助电源存储转化的电能。
S106,基于存储的电能以及获取的电能需求信息进行电能分配;并通过显示器显示检测的电流、传输状态信息、当前传输功率以及存储的电能信息。
步骤S102中,在为无线电能传输系统供电时,供电端接收无线电能传输系统的当前运行状态信息和下一步动作信息并根据所述无线电能传输系统的当前运行状态信息和下一步动作信息调整电源发射功率,具体包括:
如果通过当前运行状态信息判断出与无线电能传输系统连接的负载不是合法负载,则将电源发射功率调整为零;
如果通过当前运行状态信息和下一步动作信息判断出所述负载为合法负载且功率即将变大,则提高电源发射功率;
如果通过所述当前运行状态信息和下一步动作信息判断出所述负载为合法负载且功率即将变小,则降低电源发射功率。
如图3所示,步骤S103中,本发明实施例提供的传输状态检测检测方法如下:
S201,通过监测设备测量感应式原边电流幅值。
S202,基于所述原边电流幅值,利用扩展卡尔曼滤波器对所述感应式副边信息进行预测,获取预测结果。
S203,通过扩展卡尔曼滤波器对所述预测结果进行校验,获取经过校验的所述感应式无线电能传输系统的副边信息。
本发明实施例提供的利用扩展卡尔曼滤波器对所述感应式无线电能传输系统的副边信息进行预测为:
Figure BDA0002532751350000101
Pk+1/k=FPk/kFT+Q
式中,k/k表示在时刻k进行基于时刻k的滤波,k+1/k表示在时刻k+1进行基于时刻k时的参数预测;
Figure BDA0002532751350000102
为k时刻的系统状态变量,
Figure BDA0002532751350000103
是k+1时刻的系统状态变量;F表示状态转移矩阵,F将k-1时刻状态和当前的k时刻状态联系起来,是n×n阶方阵,F是算法对状态变量进行预测的依据;FT表示F的转置;uk表示k时刻的控制增益;P是误差的协方差矩阵;Q表示过程激励噪声的协方差,它是状态转移矩阵与实际过程之间的误差。
本发明实施例提供的通过扩展卡尔曼滤波器对所述预测结果进行校验为:
Figure BDA0002532751350000104
Figure BDA0002532751350000105
Pk+1/k+1=Pk+1/k-Kk+lHk+lpk+l/k
其中,
Figure BDA0002532751350000111
式中,
Figure BDA0002532751350000112
表示k时刻先验状态估计值,为算法根据前次迭代结果做出的不可靠估计;
Figure BDA0002532751350000113
表示k+1时刻后验状态估计值,是要输出的该时刻最优估计值,这个值是卡尔曼滤波的结果;Pk+1/k表示k时刻的先验估计协方差,初始协方差矩阵只要不是为0,它的取值对滤波效果影响很小,都能很快收敛;Pk+1/k+1表示k+1时刻的后验估计协方差,是滤波结果之一;Kk表示k时刻的卡尔曼增益,用来消除系统估计误差,是滤波的中间结果;Kk+1表示k+1时刻的卡尔曼增益;yk+1表示测量值,是m阶向量;H表示量测矩阵,是m×n阶矩阵,它把m维测量值转换到n维与状态变量相对应;S表示测量噪声协方差,S是一个数值,这是和仪器相关的一个特性,作为已知条件输入滤波器;S的值过大过小都会使滤波效果变差,且S取值越小收敛越快,通过实验手段寻找合适的S值再利用S值进行真实的滤波;Hk表示k时刻的量测矩阵,Hk+1表示k+1时刻的量测矩阵,HkT+1表示Hk+1的转置;y表示k时刻的测量值。
如图4所示,步骤S104中,本发明实施例提供的功率调节方法如下:
S301,接收功率调节控制命令;并获取负载信息、中断次数与功率参数的索引表。
S302,在索引表中查找与所述负载信息对应的功率参数。
S303,通过功率调节器基于步骤S302得到的功率参数调节功率。
如图5所示,步骤S106,中,本发明实施例提供的基于存储的电能以及获取的电能需求信息进行电能分配包括:
S401,获取存储的电能数据以及获取的电能需求信息。
S402,判断当前存储的电能数据是否满足电能需求;若是,则直接将存储的电能按照需求信息传送至电能需求端;若否,则将存储的电能全部传输至电能需求端;并获取当前传输负载信息,并判断是否达到最大负载;当未达到最大负载时,通过功率调节器加大无线电能传输功率。
以上所述仅是对本发明的较佳实施例而已,并非对本发明作任何形式上的限制,凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改,等同变化与修饰,均属于本发明技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种无线电能传输控制方法,其特征在于,所述无线电能传输控制方法包括以下步骤:
步骤一,为无线电能传输系统供电;输入或建立负载信息、中断次数与功率参数的索引表;利用电磁屏蔽装置进行电磁屏蔽;
在为无线电能传输系统供电时,供电端接收无线电能传输系统的当前运行状态信息和下一步动作信息并根据所述无线电能传输系统的当前运行状态信息和下一步动作信息调整电源发射功率,具体包括:
如果通过当前运行状态信息判断出与无线电能传输系统连接的负载不是合法负载,则将电源发射功率调整为零;
如果通过当前运行状态信息和下一步动作信息判断出所述负载为合法负载且功率即将变大,则提高电源发射功率;
如果通过所述当前运行状态信息和下一步动作信息判断出所述负载为合法负载且功率即将变小,则降低电源发射功率;
步骤二,利用电流传感器检测供电电流;检测无线电能传输状态、中断及相关信息;并确定电能接收端的需求信息;
所述电流传感器检测供电电流时,首先对电流信号进行去噪,采用的去燥过程为:
根据检测的电流信号,建立对应的去噪训练样本;
针对去噪训练样本中的电流信号,识别含有噪声的电流信号;
求出电流信号在不同尺度上的模极大值的电流信号传输特性;
将小波变换中的不含有噪声电流信号的模极大值代替含有噪声的模极大值,替换完成后,对小波变换模极大值对检测的电流信号进行重构;
步骤三,通过电磁发生器产生电磁波;通过发射天线发射无线电磁波;通过接收器接收电磁波;基于接收的无线电能传输状态、中断信息判断传输是否稳定以及当前负载状态;
步骤四,基于判断结果通过功率调节器调节无线电能传输功率;
步骤五,利用电磁转换器将接收的电磁波转化为电能;利用辅助电源存储转化的电能;
步骤六,基于存储的电能以及获取的电能需求信息进行电能分配;并通过显示器显示检测的电流、传输状态信息、当前传输功率以及存储的电能信息;
所述基于存储的电能以及获取的电能需求信息进行电能分配包括:
首先,获取存储的电能数据以及获取的电能需求信息;
其次,判断当前存储的电能数据是否满足电能需求;若是,则直接将存储的电能按照需求信息传送至电能需求端;
若否,则将存储的电能全部传输至电能需求端;并获取当前传输负载信息,并判断是否达到最大负载;当未达到最大负载时,通过功率调节器加大无线电能传输功率。
2.如权利要求1所述无线电能传输控制方法,其特征在于,步骤二中,所述传输状态检测方法如下:
(1)通过监测设备测量感应式原边电流幅值;
(2)基于所述原边电流幅值,利用扩展卡尔曼滤波器对所述感应式副边信息进行预测,获取预测结果;
(3)通过扩展卡尔曼滤波器对所述预测结果进行校验,获取经过校验的所述感应式无线电能传输系统的副边信息。
3.如权利要求2所述无线电能传输控制方法,其特征在于,步骤(2)中,所述利用扩展卡尔曼滤波器对所述感应式无线电能传输系统的副边信息进行预测为:
Figure FDA0002532751340000021
Pk+1/k=FPk/kFT+Q
式中,k/k表示在时刻k进行基于时刻k的滤波,k+1/k表示在时刻k+1进行基于时刻k时的参数预测;
Figure FDA0002532751340000022
为k时刻的系统状态变量,
Figure FDA0002532751340000023
是k+1时刻的系统状态变量;F表示状态转移矩阵;FT表示F的转置;uk表示k时刻的控制增益;P是误差的协方差矩阵;Q表示过程激励噪声的协方差,为是状态转移矩阵与实际过程之间的误差。
4.如权利要求2所述无线电能传输控制方法,其特征在于,步骤(3)中,所述通过扩展卡尔曼滤波器对所述预测结果进行校验为:
Figure FDA0002532751340000031
Figure FDA0002532751340000032
Pk+1/k+1=Pk+1/k-Kk+1Hk+1Pk+1/k
其中,
Figure FDA0002532751340000033
式中,
Figure FDA0002532751340000034
表示k时刻先验状态估计值;
Figure FDA0002532751340000035
表示k+1时刻后验状态估计值;Pk+1/k表示k时刻的先验估计协方差;Pk+1/k+1表示k+1时刻的后验估计协方差;Kk表示k时刻的卡尔曼增益;Kk+1表示k+1时刻的卡尔曼增益;yk+1表示测量值;H表示量测矩阵;S表示测量噪声协方差;Hk表示k时刻的量测矩阵,Hk+1表示k+1时刻的量测矩阵,HkT+1表示Hk+1的转置;y表示k时刻的测量值。
5.如权利要求1所述无线电能传输控制方法,其特征在于,步骤四中,所述功率调节方法如下:
1)接收功率调节控制命令;并获取负载信息、中断次数与功率参数的索引表;
2)在索引表中查找与所述负载信息对应的功率参数;
3)通过功率调节器基于步骤2)得到的功率参数调节功率。
6.一种实施如权利要求1-5所述的无线电能传输控制方法的无线电能传输系统,其特征在于,所述无线电能传输系统包括:
索引确定模块,与主控模块连接,用于输入或建立负载信息、中断次数与功率参数的索引表;
电流检测模块,与主控模块连接,用于通过电流传感器检测供电电流;
电能需求检测模块,与主控模块连接,用于确定电能接收端的需求信息;
传输检测模块,与主控模块连接,包括传输状态检测单元与传输中断检测单元;用于检测无线电能传输信息;通过监测设备测量感应式原边电流幅值,基于所述原边电流幅值,利用扩展卡尔曼滤波器对所述感应式副边信息进行预测,获取预测结果;通过扩展卡尔曼滤波器对所述预测结果进行校验,获取经过校验的所述感应式无线电能传输系统的副边信息;
主控模块,与供电模块、索引确定模块、电流检测模块、电能需求检测模块、传输检测模块、电磁产生模块、信号发射模块、电磁接收模块、功率调节模块,用于通过主控机控制各个模块正常工作;
功率调节模块,与主控模块连接,用于通过功率调节器调节无线电能传输功率;接收功率调节控制命令;并获取负载信息、中断次数与功率参数的索引表;在索引表中查找与所述负载信息对应的功率参数,通过功率调节器基于上一步得到的功率参数调节功率。
7.如权利要求6所述无线电能传输系统,其特征在于,所述主控模块还与电磁转化模块、电能存储模块、电能分配模块、电磁屏蔽模块、显示模块连接;
电磁转化模块,用于通过电磁转换器将接收的电磁波转化为电能,并与主控模块连接;
电能存储模块,用于利用辅助电源存储转化的电能,并与主控模块连接;
电能分配模块,用于基于获取的电能需求信息进行电能分配,并与主控模块连接;获取存储的电能数据以及获取的电能需求信息;判断当前存储的电能数据是否满足电能需求;若是,则直接将存储的电能按照需求信息传送至电能需求端;若否,则将存储的电能全部传输至电能需求端;并获取当前传输负载信息,并判断是否达到最大负载;当未达到最大负载时,通过功率调节器加大无线电能传输功率;
电磁屏蔽模块,用于利用电磁屏蔽装置进行电磁屏蔽,并与主控模块连接;
显示模块,用于通过显示器显示检测的电流、传输状态信息、当前传输功率以及存储的电能信息,并与主控模块连接。
8.如权利要求6所述无线电能传输系统,其特征在于,所述传输检测模块包括:
传输状态检测单元:用于检测无线电能负载及相关信息;
传输中断检测单元:用于检测无线电能传输中断次数。
9.如权利要求6所述无线电能传输系统,其特征在于,所述主控模块包括:
所述主控模块接收传输检测模块检测的无线电能传输状态、中断信息;并基于接收的无线电能传输状态、中断信息判断传输是否稳定以及当前负载状态,同时基于判断结果传输生成输出控制命令,并控制功率调节模块通过功率调节器调节无线电能传输功率。
10.如权利要求6所述无线电能传输系统,其特征在于,所述无线电能传输控制系统还包括:
供电模块,与主控模块连接,用于为无线电能传输系统供电;
电磁产生模块,与主控模块连接,用于通过电磁发生器产生电磁波;
信号发射模块,与主控模块连接,用于通过发射天线发射无线电磁波;
电磁接收模块,与主控模块连接,用于通过接收器接收电磁波。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116674425A (zh) * 2023-06-07 2023-09-01 湖南文理学院 一种基于总量一致的动力电池组协同控制方法及系统

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102089954A (zh) * 2008-07-09 2011-06-08 捷通国际有限公司 无线充电系统
CN104124765A (zh) * 2013-04-28 2014-10-29 海尔集团技术研发中心 无线电能传输系统的功率调节方法及系统
CN104124775A (zh) * 2013-04-28 2014-10-29 海尔集团技术研发中心 无线电能传输系统及其智能控制方法、智能控制系统
CN110556927A (zh) * 2019-06-19 2019-12-10 国家电网有限公司 一种感应式无线电能传输系统的状态观测的方法及系统
CN110692271A (zh) * 2017-06-02 2020-01-14 瑞典爱立信有限公司 用于向无线电单元供应电力的方法和电力控制单元

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102089954A (zh) * 2008-07-09 2011-06-08 捷通国际有限公司 无线充电系统
CN104124765A (zh) * 2013-04-28 2014-10-29 海尔集团技术研发中心 无线电能传输系统的功率调节方法及系统
CN104124775A (zh) * 2013-04-28 2014-10-29 海尔集团技术研发中心 无线电能传输系统及其智能控制方法、智能控制系统
CN110692271A (zh) * 2017-06-02 2020-01-14 瑞典爱立信有限公司 用于向无线电单元供应电力的方法和电力控制单元
CN110556927A (zh) * 2019-06-19 2019-12-10 国家电网有限公司 一种感应式无线电能传输系统的状态观测的方法及系统

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
姜万录, 国防工业出版社 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116674425A (zh) * 2023-06-07 2023-09-01 湖南文理学院 一种基于总量一致的动力电池组协同控制方法及系统
CN116674425B (zh) * 2023-06-07 2023-12-01 湖南文理学院 一种基于总量一致的动力电池组协同控制方法及系统

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