CN116191616B - 一种适用于焊接生产线的无线充放电调节设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及节能储能、无线充电技术领域，公开了一种用于焊接生产线的无线充放电调节设备，包括发射端、发射线圈、接收线圈、接收端、控制器、混合储能模块、检测模块、优化单元、移动焊接设备；混合储能模块包括超级电容和锂电池；检测模块包括温度检测器、电流电压检测器；优化单元中设置有蜉蝣算法，以经济成本函数最小化为运行目标进行参数优化，最终输出最优经济成本，并确定其最优经济成本对应的功率参数，并将其输出信号传输至控制器，控制器根据最优功率参数控制混合储能模块进行充放电。与现有技术相比，本发明结合蜉蝣算法，提高了生产线设备电力利用效率，提升高效性、稳定性与经济型的无线充放电调节设备。

Description

一种适用于焊接生产线的无线充放电调节设备

技术领域

本发明涉及节能储能、无线充电技术领域，具体涉及一种用于焊接生产线的无线充放电调节设备。

背景技术

自从人类社会步入21世纪，世界范围内的能源问题愈演愈烈。煤炭、石油、天然气等可再生资源，在人类高需求的开采和使用下，能源储备量以及急剧减少，并且各式各样的发电设备对于化石能源的利用率相对较少，一般不超过30％。面对这种情况，人类的目标开始转移，各种新能源争相涌现，各式各样的能源系统也是逐渐被学者研究并提出。

焊接生产线运行过程中移动焊接设备拖线连接不安全、不灵活，现有的拔插式的充电方式存在拔插过程产生电火花等安全问题，而且在实际操作过程中会有诸多不便，尤其在生产过程中，在一定程度上会阻碍智能产品换代升级。因此无线充电技术产业化前景相当丰富，且带有不可预测性，其应用范围也相当广泛。在焊接生产线上也可以进行无线充电技术的运用，对于需要移动操作的设备，拔插式显然不符合需求，利用无线充电技术可大大增强生产的效率。

根据产商移动设备无线运行的需求，把混合储能技术和无线充电技术整合在一起，应用到焊接生产线中的移动焊接设备上，可以实现流水线中移动焊接设备无线运行并有持续电力供应的目的，增进焊接生产过程的自由度和安全性，有利于提高生产效率，带来更高的经济效益。

发明内容

发明目的：针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种用于焊接生产线的无线充放电调节设备，以经济为优化目标、结合改进的蜉蝣算法，提高了生产线设备电力利用效率，提升高效性、稳定性与经济型的无线充放电调节设备。

技术方案：本发明提供了一种适用于焊接生产线的无线充放电调节设备，包括发射端、发射线圈、接收线圈、接收端、控制器、混合储能模块、检测模块、优化单元、移动焊接设备；所述混合储能模块包括超级电容和锂电池；所述检测模块包括温度检测器、电流电压检测器；

发射线圈连接固定电源，且与发射线圈连接，接收线圈连接于接收端，接收端与混合储能模块连接，且混合储能模块固定于接收端与混合储能模块且与待充电移动焊接设备电连接，所述混合储能模块与所述温度检测器、电流电压检测器连接，所述温度检测器、电流电压检测器与所述优化单元连接，所述优化单元输出端与控制器连接，控制器输出端与所述接收端连接；

所述发射端把电能通过发射线圈转换为磁场，发射线圈的磁场穿过接收线圈，在接收线圈中产生电场，最后通过接收端输出至混合储能模块进行电能存储；

所述温度检测器、电流电压检测器实时检测混合储能模块充放电电流、电压以及温度参数，所述优化单元中设置有蜉蝣算法，以如下经济成本函数最小化为运行目标进行参数优化，最终输出最优经济成本，并确定其最优经济成本对应的功率参数，并将其输出信号传输至控制器，所述控制器将其输出信号输出至所述接收端，进一步根据最优功率参数控制所述混合储能模块进行充放电；

所述经济成本函数为：

S_mat＝A_mat+B_mat+C_mat

其中，A_mat表示设备维护成本，包括锂电池和超级电容的维护成本；P_bat、P_sc分别为电池和超级电容的额定功率，k₁、k₂为电池和超级电容对应的单位电功率的维护成本，T_actual、T_normal为混合储能运行状态下的实际温度和正常工作温度，实际温度由温度检测器实时检测得出数据；B_mat表示电力成本，p_pow(t)表示t时刻的用电成本，p_p-bat(t)、p_p-sc(t)表示电池、超级电容在t时刻下的用电量，由电流电压检测器实时测量；C_mat表示设备投资成本，C_bat、C_sc为每台电池和超级电容的单设备购置成本。

进一步地，所述锂电池和超级电容进行并联组合成混合储能模块，充电时将电能存储在超级电容两个电极之间，放电时超级电容将电力传输到锂电池上，进行快速放电。

进一步地，所述设备还包括报警传感器，所述报警传感器与检测模块连接，对混合储能模块进行参数检测，当参数超出阈值时，报警传感器会接收信号进行报警；所述控制器接收到报警信号后给接收端提供反馈信号，所述混合储能模块根据接收端接收的反馈信号更新参数。

进一步地，所述控制器还通过检测模块检测混合储能模块的电量，在混合储能模块低于阈值时，启动接收端进行供电；具体电量的计算方法为通过检测模块检测的在t时刻下混合储能模块的实时电流，表达式为：

其中，C_hess为当前电量，I_hess为混合储能模块的实时电流，C_actual为混合储能模块的实际容量。

进一步地，所述蜉蝣算法进行优化参数时，具体优化过程如下：

步骤1：随机初始化种群，雄性种群x_i、雌性种群y_i及速度v，计算所有个体的适应度值，分别记录雌雄蜉蝣最优个体位置，其中雄性种群x_i、雌性种群y_i分别代表电池和超级电容的功率；

步骤2：输入检测模块检测的状态数据，包括电压、电流和温度数据，根据检测的电压、电流确定电池和超级电容的功率；

步骤3：更新雄性蜉蝣，即电池功率速度及位置，公式为：

其中，为t时刻的雄性蜉蝣i在搜索空间的位置，它的位置通过增加速度来更新；

考虑到雄性蜉蝣通常是在水面以上几米的位置跳舞，假设它们不会有太大的速度，且它们是不断移动的，所以雄性蜉蝣的速度可以计算为：

其中，为在t时刻的蜉蝣i在维度j的速度，/>为t时刻的雄性蜉蝣i在维度j的位置，a₁、a₂为正吸引常数，一般取值为2，β为可见度常数，用于限制蜉蝣的可见度，r为[-1,1]之间的随机数，d表示舞蹈距离系数，d的迭代公式表示为：

d^t+1＝d^t·ddamp

d^t为t时刻下的舞蹈系数，ddamp为舞蹈阻尼；pbest_ij为蜉蝣i在维度j的局部最优位置；gbest_ij为蜉蝣i在维度j的全局最优位置，而r_p和r_g分别表示雄性蜉蝣与pbest_ij、gbest_ij的笛卡尔距离，表示为：

其中，x_ij为蜉蝣i的第j个元素，X_ij分别对应pbest_ij、gbest_ij；

步骤4：更新雌性蜉蝣，即超级电容的功率的速度及位置；所述公式为：

为t时刻的雌性蜉蝣i在搜索空间的位置，它的位置通过增加速度来更新；

吸引过程设定为最优雄性吸引最优雌性，第二优雄性吸引第二优雌性，则雌蜉蝣速度：

其中，为在t时刻的蜉蝣i在维度j的速度，/>为t时刻的雌性蜉蝣i在维度j的位置，a₂为正吸引系数，r_mf为雄性和雌性之间的笛卡尔距离，f(·)为所述的目标函数，fl是随机游走距离，当雌性没有被雄性吸引时使用，此时雌性随机飞行，r为[-1,1]之间的随机数，fl的迭代公式为：

fl＝fl^t·fldamp

其中，fl^t为t时刻下的随机飞行系数，fldamp为随机飞行阻尼；

步骤5：交叉变异

交配过程以交叉算子表示，从雄性蜉蝣中选择父本，雌性蜉蝣中选取母本，二者在本性别种群适应度排名相同；采用优胜劣汰机制，将最优个体的雄性和雌性蜉蝣进行繁殖得到最优个体，依次类推，得到的两个子代表达式为：

offspring1＝L·male+(1-L)·female

offspring2＝L·female+(1-L)·male

其中，male为雄性父代，female为雌性父代，L为[-1,1]范围内的服从高斯分布的随机数，offspring1为雄性子代，offspring2为雌性子代；

步骤6：更新舞蹈距离系数、随机飞行系数；

步骤7：更新pbest和gbest；

步骤8：判断变异个体是否达到最优，如果是，转至步骤9，如果不是，返回步骤3；

步骤9：输出最优结果，即最优电池和超级电容的功率，根据最优电池和超级电容的功率确定最优经济成本。

进一步地，在利用蜉蝣算法进行参数优化时还包括如下改进：对所述步骤3、步骤4的雄性蜉蝣和雌性蜉蝣位置引入自适应惯性权重因子，其改进后的式子如下：

w为自适应惯性权重因子，表示为：

T_max表示最大迭代次数，t表示当前迭代次数。

进一步地，在利用蜉蝣算法进行参数优化时还包括如下改进：对步骤3、步骤4的正吸引常数进行改进，引入自适应参数因子，改进公式如下：

有益效果：

1、本发明发射端把电能通过发射线圈转换为磁场，发射线圈的磁场穿过接收端线圈，在接收线圈中将产生电场，最后通过接收端输出至混合储能模块作用于带充电的焊接设备，相比于传统拔插式的充电方式，大大降低的安全隐患。锂电池和超级电容进行并联组合成混合储能模块，充电时将电能存储在超级电容两个电极之间，放电时将电力传输到锂电池上，进行快速放电，实现电力的合理调配。并且本发明利用改进的蜉蝣算法以经济成本函数最小化为运行目标进行参数优化，这样可以保证混合储能模块处于最优的状态，满足经济成本最小。通过控制器控制接收端实现混合储能模块满足经济成本最小话进行充放电。

2、本发明混合储能模块出力优化精确，能够得到最经济的设备出力数据，实现最经济的无线充放电调节设备设计方案。同时混合储能模块本身也能够实现优质电源，控制器能够感应混合储能单元的电量，在储能单元电量低于某值时，无线充电设备启动，自动为其进行供电，减少无线充电器常开导致的电力浪费，实现提高焊接生产线经济目标。

3、本发明通过采用一种自适应惯性权重因子，使之在迭代初期惯性权重缓慢减小使它有很好的全局搜索能力，更快达到一定的收敛精度；在迭代后期，其解容易陷入局部最优，此时较小惯性权重能够有较好的局部搜索能力使之达到最优解。较传统蜉蝣算法中将正吸引系数设置为常数而言，将吸引系数也设为自适应值，使a1逐渐递增，a2递减，这样使得算法局部寻优和全局寻优保持平衡，在前期从自身获取经验增多，增大算法结果多样性。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的蜉蝣算法的流程图；

图3为传统拔插式充放电设备与本发明设备综合能源利用效率比较；

图4为传统拔插式充放电设备与本发明设备经济效益比较；

图5为传统拔插式充放电设备与本发明设备出力比较。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。

参见图1，本发明公开了一种适用于焊接生产线的无线充放电调节设备，包括发射端、发射线圈、接收线圈、接收端、控制器、混合储能模块、检测模块、优化单元、移动焊接设备；混合储能模块包括超级电容和锂电池；检测模块包括温度检测器、电流电压检测器。

发射线圈连接固定电源，且与发射线圈连接，接收线圈连接于接收端，接收端与混合储能模块连接，且混合储能模块固定于接收端与混合储能模块且与待充电移动焊接设备电连接，混合储能模块与温度检测器、电流电压检测器连接，温度检测器、电流电压检测器与优化单元连接，优化单元输出端与控制器连接，控制器输出端与接收端连接。

工厂电能通过发射端把电能通过发射线圈转换为磁场，发射线圈的磁场穿过接收线圈，在接收线圈中产生电场，最后通过接收端输出至混合储能模块进行电能存储。发射端对于接收端进行自动定位，能够根据待充电焊接设备焊接过程中的移动进行定位，从而实现无线充电。进一步地，接收线圈下方可以分布多个接收端，通过发射端连接，一台发射端能够对多台接收端进行充电转换。

温度检测器、电流电压检测器实时检测混合储能模块充放电电流、电压以及温度参数，优化单元中设置有蜉蝣算法，以如下经济成本函数最小化为运行目标进行参数优化，最终输出最优经济成本，并确定其最优经济成本对应的功率参数，并将其输出信号传输至控制器，控制器将其输出信号输出至接收端，进一步根据最优功率参数控制混合储能模块进行充放电。

经济成本函数为：

S_mat＝A_mat+B_mat+C_mat

其中，A_mat表示设备维护成本，包括锂电池和超级电容的维护成本；P_bat、P_sc分别为电池和超级电容的额定功率，k₁、k₂为电池和超级电容对应的单位电功率的维护成本，T_actual、T_normal为混合储能运行状态下的实际温度和正常工作温度，实际温度由温度检测器实时检测得出数据；B_mat表示电力成本，p_pow(t)表示t时刻的用电成本，p_p-bat(t)、p_p-sc(t)表示电池、超级电容在t时刻下的用电量，由电流电压检测器实时测量；C_mat表示设备投资成本，C_bat、C_sc为每台电池和超级电容的单设备购置成本。

锂电池和超级电容进行并联组合成混合储能模块，充电时将电能存储在超级电容两个电极之间，放电时超级电容将电力传输到锂电池上，进行快速放电。

设备还包括报警传感器，报警传感器与检测模块连接，对混合储能模块进行参数检测，当参数超出阈值时，报警传感器会接收信号进行报警。控制器接收到报警信号后给接收端提供反馈信号，混合储能模块根据接收端接收的反馈信号更新参数。阈值可以预设于控制器中，控制器根据检测模块检测的数据进行预警，报警传感器可以是声光报警。

控制器检测混合储能模块的电量，在混合储能模块低于阈值时，启动接收端进行供电。防止无线充电器常开带来的电力损耗。

进一步说明，电量的计算方法为通过检测模块检测的在t时刻下储能模块的实时电流，表达式为：

C_hess为当前电量，I_hess为混合储能模块的实时电流，C_actual为混合储能模块的实际容量。

对于上述的经济成本函数，利用蜉蝣算法进行优化参数时，具体优化过程如下：

步骤1：随机初始化种群，雄性种群x_i、雌性种群y_i及速度v，计算所有个体的适应度值，分别记录雌雄蜉蝣最优个体位置，其中雄性种群x_i、雌性种群y_i分别代表电池和超级电容的功率。

步骤2：输入检测模块检测的状态数据，包括电压、电流和温度数据，根据检测的电压、电流确定电池和超级电容的功率。

步骤3：更新雄性蜉蝣，即电池功率速度及位置，公式为：

为t时刻的雄性蜉蝣i在搜索空间的位置，它的位置通过增加速度来更新。

考虑到雄性蜉蝣通常是在水面以上几米的位置跳舞，假设它们不会有太大的速度，且它们是不断移动的，所以雄性蜉蝣的速度可以计算为：

其中，为在t时刻的蜉蝣i在维度j的速度，/>为t时刻的雄性蜉蝣i在维度j的位置，a₁、a₂为正吸引常数，一般取值为2，β为可见度常数，用于限制蜉蝣的可见度，r为[-1,1]之间的随机数，d表示舞蹈距离系数，d的迭代公式表示为：

d^t+1＝d^t·ddamp

d^t为t时刻下的舞蹈系数，ddamp为舞蹈阻尼；pbest_ij为蜉蝣i在维度j的局部最优位置；gbest_ij为蜉蝣i在维度j的全局最优位置，而r_p和r_g分别表示雄性蜉蝣与pbest_ij、gbest_ij的笛卡尔距离，表示为：

其中，x_ij为蜉蝣i的第j个元素，X_ij分别对应pbest_ij、gbest_ij。

步骤4：更新雌性蜉蝣，即超级电容的功率的速度及位置；所述公式为：

为t时刻的雌性蜉蝣i在搜索空间的位置，它的位置通过增加速度来更新。

吸引过程设定为最优雄性吸引最优雌性，第二优雄性吸引第二优雌性，则雌蜉蝣速度：

其中，为在t时刻的蜉蝣i在维度j的速度，/>为t时刻的雌性蜉蝣i在维度j的位置，a₂为正吸引系数，r_mf为雄性和雌性之间的笛卡尔距离，f(·)为所述的目标函数，fl是随机游走距离，当雌性没有被雄性吸引时使用，此时雌性随机飞行，r为[-1,1]之间的随机数，fl的迭代公式为：

fl＝fl^t·fldamp

其中，fl^t为t时刻下的随机飞行系数，fldamp为随机飞行阻尼。

对上述步骤3、步骤4的雄性蜉蝣和雌性蜉蝣位置引入自适应惯性权重因子，其改进后的式子如下：

w为自适应惯性权重因子，表示为：

T_max表示最大迭代次数，t表示当前迭代次数。

对上述步骤3、步骤4的正吸引常数进行改进，引入自适应参数因子，改进公式如下：

步骤5：交叉变异

交配过程以交叉算子表示，从雄性蜉蝣中选择父本，雌性蜉蝣中选取母本，二者在本性别种群适应度排名相同；采用优胜劣汰机制，将最优个体的雄性和雌性蜉蝣进行繁殖得到最优个体，依次类推，得到的两个子代表达式为：

offspring1＝L·male+(1-L)·female

offspring2＝L·female+(1-L)·male

其中，male为雄性父代，female为雌性父代，L为[-1,1]范围内的服从高斯分布的随机数，offspring1为雄性子代，offspring2为雌性子代。

步骤6：更新舞蹈距离系数、随机飞行系数。

步骤7：更新pbest和gbest。

步骤8：判断变异个体是否达到最优，如果是，转至步骤9，如果不是，返回步骤3。

步骤9：输出最优结果，即最优电池和超级电容的功率，根据最优电池和超级电容的功率确定最优经济成本。

参见附图3至图5，分别为传统拔插式充放电设备与本发明设备综合能源利用效率比较、传统拔插式充放电设备与本发明设备经济效益比较、传统拔插式充放电设备与本发明设备出力比较。

如图3所示，本发明的经济型的无线充放电调节设备充放电效率保持在88-94％之间，相较于传统拔插式充放电设备的75-82％有较为明显的提高。

如图4所示，本发明的高经济型的无线充放电调节设备每个月的电费在3.4-5.3K，相较于传统拔插式充放电设备的7.6-9.7K，高经济型无线充放电调节设备的每月能源费用明显降低。

如图5所示，本发明的高经济型的无线充放电调节设备的混合储能单元的出力在9-11MW/h，相较于传统拔插式充放电设备的6-8MW/h，经过蜉蝣算法优化，高经济型无线充放电调节设备的混合储能单元的出力较为提升，效率较高。

上述实施方式只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所做的等效变换或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种适用于焊接生产线的无线充放电调节设备，其特征在于，包括发射端、发射线圈、接收线圈、接收端、控制器、混合储能模块、检测模块、优化单元、移动焊接设备；所述混合储能模块包括超级电容和锂电池；所述检测模块包括温度检测器、电流电压检测器；

发射线圈连接固定电源，且与发射线圈连接，接收线圈连接于接收端，接收端与混合储能模块连接，且混合储能模块固定于接收端与混合储能模块且与待充电移动焊接设备电连接，所述混合储能模块与所述温度检测器、电流电压检测器连接，所述温度检测器、电流电压检测器与所述优化单元连接，所述优化单元输出端与控制器连接，控制器输出端与所述接收端连接；

所述发射端把电能通过发射线圈转换为磁场，发射线圈的磁场穿过接收线圈，在接收线圈中产生电场，最后通过接收端输出至混合储能模块进行电能存储；

所述温度检测器、电流电压检测器实时检测混合储能模块充放电电流、电压以及温度参数，所述优化单元中设置有蜉蝣算法，以如下经济成本函数最小化为运行目标进行参数优化，最终输出最优经济成本，并确定其最优经济成本对应的功率参数，并将其输出信号传输至控制器，所述控制器将其输出信号输出至所述接收端，进一步根据最优功率参数控制所述混合储能模块进行充放电；

所述经济成本函数为：

S_mat＝A_mat+B_mat+C_mat

其中，A_mat表示设备维护成本，包括锂电池和超级电容的维护成本；P_bat、P_sc分别为电池和超级电容的额定功率，k₁、k₂为电池和超级电容对应的单位电功率的维护成本，T_actual、T_normal为混合储能运行状态下的实际温度和正常工作温度，实际温度由温度检测器实时检测得出数据；B_mat表示电力成本，p_pow(t)表示t时刻的用电成本，p_p-bat(t)、p_p-sc(t)表示电池、超级电容在t时刻下的用电量，由电流电压检测器实时测量；C_mat表示设备投资成本，C_bat、C_sc为每台电池和超级电容的单设备购置成本。

2.根据权利要求1所述的适用于焊接生产线的无线充放电调节设备，其特征在于，所述锂电池和超级电容进行并联组合成混合储能模块，充电时将电能存储在超级电容两个电极之间，放电时超级电容将电力传输到锂电池上，进行快速放电。

3.根据权利要求1所述的适用于焊接生产线的无线充放电调节设备，其特征在于，所述设备还包括报警传感器，所述报警传感器与检测模块连接，对混合储能模块进行参数检测，当参数超出阈值时，报警传感器会接收信号进行报警；所述控制器接收到报警信号后给接收端提供反馈信号，所述混合储能模块根据接收端接收的反馈信号更新参数。

4.根据权利要求1所述的适用于焊接生产线的无线充放电调节设备，其特征在于，所述控制器还通过检测模块检测混合储能模块的电量，在混合储能模块低于阈值时，启动接收端进行供电；具体电量的计算方法为通过检测模块检测的在t时刻下混合储能模块的实时电流，表达式为：

其中，C_hess为当前电量，I_hess为混合储能模块的实时电流，C_actual为混合储能模块的实际容量。

5.根据权利要求1所述的适用于焊接生产线的无线充放电调节设备，其特征在于，所述蜉蝣算法进行优化参数时，具体优化过程如下：

步骤1：随机初始化种群，雄性种群x_i、雌性种群y_i及速度v，计算所有个体的适应度值，分别记录雌雄蜉蝣最优个体位置，其中雄性种群x_i、雌性种群y_i分别代表电池和超级电容的功率；

步骤2：输入检测模块检测的状态数据，包括电压、电流和温度数据，根据检测的电压、电流确定电池和超级电容的功率；

步骤3：更新雄性蜉蝣，即电池功率速度及位置，公式为：

其中，为t时刻的雄性蜉蝣i在搜索空间的位置，它的位置通过增加速度来更新；

考虑到雄性蜉蝣通常是在水面以上几米的位置跳舞，假设它们不会有太大的速度，且它们是不断移动的，所以雄性蜉蝣的速度可以计算为：

其中，为在t时刻的蜉蝣i在维度j的速度，/>为t时刻的雄性蜉蝣i在维度j的位置，a₁、a₂为正吸引常数，一般取值为2，β为可见度常数，用于限制蜉蝣的可见度，r为[-1,1]之间的随机数，d表示舞蹈距离系数，d的迭代公式表示为：

d^t+1＝d^t·ddamp

d^t为t时刻下的舞蹈系数，ddamp为舞蹈阻尼；pbest_ij为蜉蝣i在维度j的局部最优位置；gbest_ij为蜉蝣i在维度j的全局最优位置，而r_p和r_g分别表示雄性蜉蝣与pbest_ij、gbest_ij的笛卡尔距离，表示为：

其中，x_ij为蜉蝣i的第j个元素，X_ij分别对应pbest_ij、gbest_ij；

步骤4：更新雌性蜉蝣，即超级电容的功率的速度及位置；所述公式为：

为t时刻的雌性蜉蝣i在搜索空间的位置，它的位置通过增加速度来更新；

吸引过程设定为最优雄性吸引最优雌性，第二优雄性吸引第二优雌性，则雌蜉蝣速度：

其中，为在t时刻的蜉蝣i在维度j的速度，/>为t时刻的雌性蜉蝣i在维度j的位置，a₂为正吸引系数，r_mf为雄性和雌性之间的笛卡尔距离，f(·)为所述的目标函数，fl是随机游走距离，当雌性没有被雄性吸引时使用，此时雌性随机飞行，r为[-1,1]之间的随机数，fl的迭代公式为：

fl＝fl^t·fldamp

其中，fl^t为t时刻下的随机飞行系数，fldamp为随机飞行阻尼；

步骤5：交叉变异

交配过程以交叉算子表示，从雄性蜉蝣中选择父本，雌性蜉蝣中选取母本，二者在本性别种群适应度排名相同；采用优胜劣汰机制，将最优个体的雄性和雌性蜉蝣进行繁殖得到最优个体，依次类推，得到的两个子代表达式为：

offspring1＝L·male+(1-L)·female

offspring2＝L·female+(1-L)·male

其中，male为雄性父代，female为雌性父代，L为[-1,1]范围内的服从高斯分布的随机数，offspring1为雄性子代，offspring2为雌性子代；

步骤6：更新舞蹈距离系数、随机飞行系数；

步骤7：更新pbest和gbest；

步骤8：判断变异个体是否达到最优，如果是，转至步骤9，如果不是，返回步骤3；

步骤9：输出最优结果，即最优电池和超级电容的功率，根据最优电池和超级电容的功率确定最优经济成本。

6.根据权利要求5所述的适用于焊接生产线的无线充放电调节设备，其特征在于，在利用蜉蝣算法进行参数优化时还包括如下改进：对所述步骤3、步骤4的雄性蜉蝣和雌性蜉蝣位置引入自适应惯性权重因子，其改进后的式子如下：

w为自适应惯性权重因子，表示为：

T_max表示最大迭代次数，t表示当前迭代次数。

7.根据权利要求5所述的适用于焊接生产线的无线充放电调节设备，其特征在于，在利用蜉蝣算法进行参数优化时还包括如下改进：对步骤3、步骤4的正吸引常数进行改进，引入自适应参数因子，改进公式如下：