【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及无线充电的，尤其涉及一种用于无线充电系统接收端的预测估算电流的启动算法。
技术介绍
1、在无线充电领域，磁场耦合技术因其卓越的效率与便利性，已成为无线能量传输的核心手段。这一过程主要依赖于线圈作为媒介，将地面发射端产生的电磁波转换为交流电，随后经由整流电路处理，转化为稳定可靠的直流电，最终为各类车载电子设备提供电力。
2、然而，无线充电系统的启动阶段面临一项挑战：由于线圈位置等变量的影响，互感值的波动导致能量耦合效果不稳定，进而影响电源向负载传输功率的能力。这种现象直接关系到电流上升速率的可控性。在此背景下，“步长”概念应运而生——它定义了变换器控制参数(如占空比或移相角)的调整幅度。步长越大，控制参数变化速度越快，电流响应也更迅速。
3、传统的开关电源启动策略往往采用固定步长，当接近设定目标时，切换至pid或2p2z控制器进行精细化调节。但针对车载无线充电系统，特别是那些采用整流桥加buck变换器的设计，固定步长启动方法暴露出局限性。由于互感值的不确定性，同一固定步长下，电流上升表现差异显著：高互感情况下，电流可能急剧攀升，导致过冲；低互感条件下，电流增长缓慢，甚至引起负载逆流或启动失败等问题。传统的开关电源启动策略存在以下缺点：
4、1)缺乏自适应性：传统无线充电系统在启动时采用固定步长调整控制参数，未能考虑到互感变化对电流上升速率的影响。这种非自适应性设计导致在不同的互感条件下，系统性能表现不一，可能出现过冲或启动失败等问题。
5、2)电流控制精度不足：固定步长
6、3)潜在的能源浪费和效率下降：过冲和逆流不仅影响用户体验，还可能导致能量浪费和系统效率降低。在低互感条件下，电流上升缓慢可能导致启动时间延长，同样影响效率。
7、4)系统可靠性受损：降低了无线充电系统的整体可靠性，增加了故障率，同时也影响了用户的使用体验和满意度。
8、5)控制策略单一：当前的控制策略在面对多变的互感情况时显得力不从心，缺乏灵活性和智能性，无法根据实际工况做出最优调整。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是为了克服以上现有技术存在的不足，提供了一种用于无线充电系统接收端的预测估算电流的启动算法。
2、本专利技术的目的通过以下的技术方案实现：一种用于无线充电系统接收端的预测估算电流的启动算法包括以下步骤：
3、s1、判断接收端是否接收到开机指令，如果是，则执行步骤s2，如果否，则重新执行步骤s1；
4、s2、控制器进行初始化；
5、s3、卡尔曼滤波器的参数进行初始化；
6、s4、buck变换器进入开启状态，buck变换器开始向负载输出电流；
7、s5、采用电流传感器对步骤s4的输出电流进行测量，得到测量值zk；
8、s6、对卡尔曼滤波器的状态向量进行下一时刻预测，下一时刻的状态向量xk|k-1的计算公式为
9、xk|k-1＝fkxk-1|k-1+bkuk，
10、其中，xk-1|k-1为上一时刻的状态向量，fk为状态转移矩阵，bk为控制输入矩阵，uk为buck变换器的变化步长，k为每一帧中的时间步；
11、s7、计算步骤s6的下一时刻的状态向量xk|k-1对应的下一时刻的误差协方差矩阵pk|k-1，该误差协方差矩阵pk|k-1的计算公式为
12、
13、其中，pk-1|k-1为上一时刻的误差协方差矩阵，qk为过程噪声协方差矩阵，t为矩阵的转置；
14、s8、根据步骤s7的下一时刻的误差协方差矩阵pk|k-1，计算卡尔曼增益，该卡尔曼增益kk的计算公式为
15、kk＝pk|k-1ht(hpk|k-1ht+r)-1，
16、其中，h为观测矩阵，r为测量噪声协方差矩阵；
17、s9、根据步骤s5的测量值zk和步骤s6的下一时刻的状态向量xk|k-1，更新卡尔曼滤波器的状态向量，根据步骤s8的卡尔曼增益kk和步骤s7的下一时刻的误差协方差矩阵pk|k-1，更新卡尔曼滤波器的误差协方差矩阵，分别得到更新后的状态向量xk|k和更新后的误差协方差矩阵pk|k，从而得到更新参数后的卡尔曼滤波器，更新后的状态向量xk|k的计算公式为
18、xk|k＝xk|k-1+kk(zk-hxk|k-1)，
19、更新后的误差协方差矩阵pk|k的计算公式为
20、pk|k＝(e-kkh)pk|k-1，e为单位矩阵；
21、s10、使用步骤s9的更新参数后的卡尔曼滤波器估计后，基于目标电流上升速率来调整buck变换器的变化步长uk，得到调整后的步长uk+1，调整后的步长uk+1的计算公式为
22、
23、其中，为卡尔曼滤波器给出的电流上升速率的估计值，α为调整因子；
24、s11、buck变换器根据步骤s10的调整后的步长uk+1来更新占空比；
25、s12、根据步骤s11的占空比来判断buck变换器的输出电流是否接近目标电流值，如果是则结束，否则返回步骤s5。
26、更优的选择，卡尔曼滤波器的初始参数包括初始状态向量x0、初始误差协方差矩阵p0、过程噪声协方差矩阵qk和测量噪声协方差矩阵r。
27、更优的选择，步骤s5的电流传感器为互感器。
28、更优的选择，步骤s5的电流传感器为霍尔传感器。
29、更优的选择，步骤s1的接收端包括依次连接的谐振腔、整流桥和buck变换器。
30、更优的选择，谐振腔为lcc谐振腔。
31、更优的选择，谐振腔为ss谐振腔。
32、本专利技术相对现有技术具有以下优点及有益效果：
33、本专利技术通过一种用于无线充电系统接收端的预测估算电流的启动算法，能够动态调整步长，确保在不同互感条件下，启动电流的上升趋势保持一致，有效克服了过冲和逆流问题；增强系统适应性，能保证电流控制的平滑过渡，提高了无线充电过程的稳定性和可靠性；优化能量管理，避免了不必要的能量浪费，提升了整个无线充电系统的效率，减少了因过冲和逆流导致的能量损耗，有助于延长电池寿命和减少维护成本；提升用户体验，缩短了等待时间，避免了电流突变引起的设备干扰，使得无线充电过程更加顺畅和安心。
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1.一种用于无线充电系统接收端的预测估算电流的启动算法，其特征在于：包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述一种用于无线充电系统接收端的预测估算电流的启动算法，其特征在于：卡尔曼滤波器的初始参数包括初始状态向量X0、初始误差协方差矩阵P0、过程噪声协方差矩阵Qk和测量噪声协方差矩阵R。
3.根据权利要求1所述一种用于无线充电系统接收端的预测估算电流的启动算法，其特征在于：步骤S5的电流传感器为互感器。
4.根据权利要求1所述一种用于无线充电系统接收端的预测估算电流的启动算法，其特征在于：步骤S5的电流传感器为霍尔传感器。
5.根据权利要求1所述一种用于无线充电系统接收端的预测估算电流的启动算法，其特征在于：步骤S1的接收端包括依次连接的谐振腔、整流桥和Buck变换器。
6.根据权利要求5所述一种用于无线充电系统接收端的预测估算电流的启动算法，其特征在于：谐振腔为LCC谐振腔。
7.根据权利要求5所述一种用于无线充电系统接收端的预测估算电流的启动算法，其特征在于：谐振腔为SS谐振腔。
【技术特征摘要】
1.一种用于无线充电系统接收端的预测估算电流的启动算法，其特征在于：包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述一种用于无线充电系统接收端的预测估算电流的启动算法，其特征在于：卡尔曼滤波器的初始参数包括初始状态向量x0、初始误差协方差矩阵p0、过程噪声协方差矩阵qk和测量噪声协方差矩阵r。
3.根据权利要求1所述一种用于无线充电系统接收端的预测估算电流的启动算法，其特征在于：步骤s5的电流传感器为互感器。
4.根据权利要求1所述一种用于无线充电系统...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈健斌，杨程喻，骆象豪，邹建俊，高伟烙，涂书专，陈凯，
申请(专利权)人：广东泰坦智能动力有限公司，
类型：发明
国别省市：
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