System.ArgumentOutOfRangeException: 索引和长度必须引用该字符串内的位置。 参数名: length 在 System.String.Substring(Int32 startIndex, Int32 length) 在 zhuanliShow.Bind() 一种电动汽车动态无线充电系统输出电压控制方法技术方案_技高网
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一种电动汽车动态无线充电系统输出电压控制方法技术方案

技术编号:44983742 阅读:3 留言:0更新日期:2025-04-15 17:02
本发明专利技术公开了一种电动汽车动态无线充电系统输出电压控制方法。本发明专利技术设计能量传输发射端的DC‑DC电路,并引入线性自抗扰控制器和混合控制器,线性自抗扰控制器通过扩张状态观测器观测DC‑DC电路状态变量与扰动的估计值、线性状态反馈控制律形成第一控制量与扰动补偿环节输出第二控制量,用于保证全桥逆变电路的输入电压恒定;混合控制器输出开关频率和移相角来调节负载输出电压的稳定性、系统电压增益的宽调节范围。本发明专利技术显著提高了系统的恒压调节性能和抗干扰性能,同时也降低了调整系统元件的实施成本,进一步增强了系统的稳定性和鲁棒性,为电动汽车动态无线充电系统的稳定运行提供了有效的解决方案。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于动态无线充电的一种电动汽车的动态无线充电控制方法,尤其涉及了一种电动汽车动态无线充电系统输出电压控制方法和系统。


技术介绍

1、电动汽车的续航问题与充电的便利性一直是制约其大规模推广的首要因素。动态无线电能传输(dwpt)技术作为一种新兴充电方式,能够在电动汽车行驶过程中无需直接插拔式实现不间断的电能补充,有效缓解了电动汽车的续航焦虑,并且提高了充电的便捷性。

2、dwpt技术通过在能量传输接收装置的移动沿线上铺设能量传输发射装置,实现用电设备在移动过程中的电能传输。然而,在实际工况中,动态无线充电系统面临着许多挑战,如能量传输发射端与接收端之间的位置偏移、负载电阻变化等,又或是在系统电压增益变化的场景下需要保证系统输出电压稳定与较高的传输效率。上述因素都会导致系统输出电压不稳定,影响系统的充电效率与充电质量。因此,研究具有抗负载与电压增益偏移的恒压输出特性的动态无线充电系统,对于提高电动汽车的续航能力和用户体验具有重要意义。

3、如公布号为cn118971402a的中国专利文献公开了双频动态无线充电系统及无线充电方法,首先将发射端相邻的两个发射线圈配置为不同的谐振频率,其次在接收端通过巧妙的拓扑设计使得接收端具备两个谐振频率点,与发射端的两个谐振频率对应,使任一发射通道对其相邻发射通道的耦合磁场呈高阻状态,避免了发射线圈之间的相互串扰,提升了系统的传输效率。但在系统输入电压或负载阻抗出现跳变干扰时,仍无法保证恒压或恒流输出。

4、目前,动态无线充电系统在车辆行驶过程中快速响应各种扰动变化有限,如速度变化、横向偏移、系统输入电压与负载的变化等,导致系统响应速度可能无法满足这一需求,使充电功率的波动和不稳定。还有的恒压控制算法(如pi控制等)无法实现对充电电压的精确控制,影响了设备的控制精度。同时,动态无线充电系统需要使用到高精度的传感器、控制器和执行器,因此频繁更换硬件设施增加了系统成本,故研究一种更快速有效的控制方法更有更大的意义。


技术实现思路

1、本专利技术的目的在于克服现有技术存在的问题,并提供了一种电动汽车动态无线充电系统输出电压控制方法。本专利技术通过引入能量传输发射端的线性自抗扰控制器(ladrc)、变频控制器与移相控制器来增强系统控制的快速性和稳定性,同时利用多发射-单接收的磁耦合机构设计与lcc-s谐振变换网络,来解决分段式发射装置带来的输出电压波动问题。本专利技术显著提高了系统的恒压调节性能和抗干扰性能,同时也降低了调整系统元件的实施成本,进一步增强了系统的稳定性和鲁棒性。本专利技术对普通的无线充电系统恒压输出性能进行改进,为电动汽车动态无线充电系统的稳定运行提供了有效的解决方案,对动态无线充电
有较大影响。

2、本专利技术所采用的具体技术方案如下:

3、一、一种电动汽车动态无线充电系统输出电压控制方法

4、在电动汽车动态无线无线充电系统的全桥逆变电路与直流电源之间加入dc-dc电路,电动汽车动态无线充电系统接入电网,ladrc控制器根据系统输入电压对dc-dc电路进行控制,从而稳定控制全桥逆变电路的输入电压;

5、第一单混合控制器根据系统输出电压对全桥逆变电路进行变频与移相控制,从而稳定控制系统输出电压。

6、所述dc-dc电路为boost升压斩波电路。

7、所述ladrc控制器包括线性扩张状态观测器和线性状态反馈控制律,线性状态反馈控制律将全桥逆变电路输入电压参考值ud′cref和线性扩张状态观测器输出的全桥逆变电路输入电压ud′c的估计值z1的差值作为反馈控制量并输出第一控制量u0;

8、根据线性扩张状态观测器输出的总扰动量f的估计值z2,对第一控制量u0进行扰动补偿后获得第二控制量u,根据第二控制量u生成dc-dc电路中开关管的pwm驱动信号并控制dc-dc电路;线性扩张状态观测器根据第二控制量u与全桥逆变电路的控制增益b的乘积、全桥逆变电路的实际输入电压ud′c估计dc-dc电路的系统状态并观测扰动,从而输出全桥逆变电路输入电压ud′c的估计值z1和总扰动量f的估计值z2,公式如下:

9、

10、其中,为全桥逆变电路输入电压ud′c的估计值z1的微分,为总扰动量f的估计值z2的微分;β1,β2为线性扩张状态观测器的两个控制系数。

11、所述根据线性扩张状态观测器输出的总扰动量f的估计值z2,对第一控制量u0进行扰动补偿后获得第二控制量u,具体满足以下公式:

12、

13、所述第一单混合控制器根据系统输出电压对全桥逆变电路进行变频与移相控制,从而稳定控制系统输出电压,具体包括:

14、首先,计算系统实际输出电压与给定输出电压之间的电压误差uerror,接着第一pi控制器根据电压误差uerror计算获得移相角d;然后,根据电压误差uerror和移相角d计算获得开关频率fs;根据移相角d和开关频率fs生成对应开关管的pwm驱动信号,从而稳定控制系统输出电压。

15、所述控制方法还包括:

16、将无线充电系统中的整流电路的四个二极管与电容并联对替换成四个可控型mosfet开关管,利用第二单混合控制器根据系统输出电压对整流电路的四个可控型mosfet开关管进行变频与移相控制,从而稳定控制系统输出电压。

17、所述利用第二单混合控制器根据系统输出电压对整流电路的四个可控型mosfet开关管进行变频与移相控制,从而稳定控制系统输出电压,具体包括:

18、首先,计算系统实际输出电压与给定输出电压之间的电压误差uerror,接着第二pi控制器根据电压误差uerror计算获得移相角d;然后,根据电压误差uerror和移相角d计算获得开关频率fs;根据移相角d和开关频率fs生成对应开关管的pwm驱动信号,从而稳定控制系统输出电压。

19、二、一种电动汽车动态无线充电系统输出电压控制装置

20、在电动汽车动态无线无线充电系统的全桥逆变电路与直流电源之间加入dc-dc电路,电动汽车动态无线充电系统接入电网;

21、ladrc控制器,用于根据系统输入电压对dc-dc电路进行控制,从而稳定控制全桥逆变电路的输入电压;

22、第一单混合控制器,用于根据系统输出电压对全桥逆变电路进行变频与移相控制,从而稳定控制系统输出电压。

23、三、一种电动汽车动态无线充电系统输出电压控制装置

24、在电动汽车动态无线无线充电系统的全桥逆变电路与直流电源之间加入dc-dc电路,电动汽车动态无线充电系统接入电网;以及将无线充电系统中的整流电路的四个二极管与电容并联对替换成四个可控型mosfet开关管;

25、ladrc控制器,用于根据系统输入电压对dc-dc电路进行控制,从而稳定控制全桥逆变电路的输入电压;

26、第一单混合控制器,用于根据系统输出电压对全桥逆变电路进行变频与移相控制,从而稳定控制系统输本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种电动汽车动态无线充电系统输出电压控制方法,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的一种电动汽车动态无线充电系统输出电压控制方法,其特征在于,所述DC-DC电路为Boost升压斩波电路。

3.根据权利要求1所述的一种电动汽车动态无线充电系统输出电压控制方法,其特征在于,所述LADRC控制器包括线性扩张状态观测器和线性状态反馈控制律,线性状态反馈控制律将全桥逆变电路输入电压参考值Ud′cref和线性扩张状态观测器输出的全桥逆变电路输入电压Ud′c的估计值z1的差值作为反馈控制量并输出第一控制量u0;

4.根据权利要求3所述的一种电动汽车动态无线充电系统输出电压控制方法,其特征在于,所述根据线性扩张状态观测器输出的总扰动量f的估计值z2,对第一控制量u0进行扰动补偿后获得第二控制量u,具体满足以下公式:

5.根据权利要求1所述的一种电动汽车动态无线充电系统输出电压控制方法,其特征在于,所述第一单混合控制器根据系统输出电压对全桥逆变电路进行变频与移相控制,从而稳定控制系统输出电压,具体包括:

6.根据权利要求1所述的一种电动汽车动态无线充电系统输出电压控制方法,其特征在于,所述控制方法还包括:

7.根据权利要求6所述的一种电动汽车动态无线充电系统输出电压控制方法,其特征在于,所述利用第二单混合控制器根据系统输出电压对整流电路的四个可控型MOSFET开关管进行变频与移相控制,从而稳定控制系统输出电压,具体包括:

8.一种电动汽车动态无线充电系统输出电压控制装置,其特征在于,包括:

9.一种电动汽车动态无线充电系统输出电压控制装置,其特征在于,包括:

...

【技术特征摘要】

1.一种电动汽车动态无线充电系统输出电压控制方法,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的一种电动汽车动态无线充电系统输出电压控制方法,其特征在于,所述dc-dc电路为boost升压斩波电路。

3.根据权利要求1所述的一种电动汽车动态无线充电系统输出电压控制方法,其特征在于,所述ladrc控制器包括线性扩张状态观测器和线性状态反馈控制律,线性状态反馈控制律将全桥逆变电路输入电压参考值ud′cref和线性扩张状态观测器输出的全桥逆变电路输入电压ud′c的估计值z1的差值作为反馈控制量并输出第一控制量u0;

4.根据权利要求3所述的一种电动汽车动态无线充电系统输出电压控制方法,其特征在于,所述根据线性扩张状态观测器输出的总扰动量f的估计值z2,对第一控制量u0进行扰动补偿后获得第二控制量u...

【专利技术属性】
技术研发人员:刘之涛陈有成苏宏业
申请(专利权)人:浙江大学
类型:发明
国别省市:

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