CN116317205A - 具有参数估计能力的巡检机器人无通信wpt***及控制方法 - Google Patents
具有参数估计能力的巡检机器人无通信wpt***及控制方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN116317205A CN116317205A CN202310366480.2A CN202310366480A CN116317205A CN 116317205 A CN116317205 A CN 116317205A CN 202310366480 A CN202310366480 A CN 202310366480A CN 116317205 A CN116317205 A CN 116317205A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- coil
- secondary side
- primary side
- compensation
- lcc
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J50/00—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power
- H02J50/10—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power using inductive coupling
- H02J50/12—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power using inductive coupling of the resonant type
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J13/00—Circuit arrangements for providing remote indication of network conditions, e.g. an instantaneous record of the open or closed condition of each circuitbreaker in the network; Circuit arrangements for providing remote control of switching means in a power distribution network, e.g. switching in and out of current consumers by using a pulse code signal carried by the network
- H02J13/00002—Circuit arrangements for providing remote indication of network conditions, e.g. an instantaneous record of the open or closed condition of each circuitbreaker in the network; Circuit arrangements for providing remote control of switching means in a power distribution network, e.g. switching in and out of current consumers by using a pulse code signal carried by the network characterised by monitoring
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J50/00—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power
- H02J50/80—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power involving the exchange of data, concerning supply or distribution of electric power, between transmitting devices and receiving devices
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J50/00—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power
- H02J50/90—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power involving detection or optimisation of position, e.g. alignment
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Manipulator (AREA)
Abstract
本发明提供一种具有参数估计能力的巡检机器人无通信WPT***及控制方法,***包括发射端和接收端,发射端设置有直流电源、高频逆变模块、原边补偿电路、能量发射线圈、检测电路和原边控制器;接收端设置有能量接收线圈、副边补偿电路、整流滤波电路和用电负载;能量发射线圈与能量接收线圈对应设置并通过电磁耦合实现无线电能传输,检测电路中设置有检测线圈,副边补偿电路中设置有副边补偿线圈,检测线圈与副边补偿线圈对应设置并通过电磁耦合实现副边输出电流的反馈;检测电路通过获取所述检测线圈的拾取信号判定接收端的状态,并通过原边控制器控制所述高频逆变模块的输出状态。其效果是:能够实现无通信的恒流输出,确保***无线充电性能。
Description
技术领域
本发明涉及无线能量传输技术,具体涉及一种具有参数估计能力的巡检机器人无通信WPT***及控制方法。
背景技术
巡检机器人可以代替人工对变电站设备运行状态进行自动、高效、全时段的监控,大大提高了变电站运行的稳定性和可靠性。目前巡检机器人主要采用接触式充电,存在以下问题:1)频繁插拔插头容易导致磨损、变形、老化,增加安全隐患;2)有线式的自主充电需要对充电接口进行精确对准,因此需要复杂的对位结构和对位算法。
随着无线电能传输技术的发展,有研究人员提出应用无线电能传输(WPT)技术对巡检机器人进行充电,如图1所示。与传统的有线充电器相比,这样的WPT***不需要插拔电线,也可以避免使用复杂的对位结构和对齐算法,从而使巡检机器人更安全、更方便。
现有的巡检机器人通常需要采用恒压(CV)或恒流(CC)充电模式。为了实现CC或CV输出,一种方法是设计补偿网络以获得近似与负载无关的CV或CC输出。但由于机器人定位的偏差,在每次充电时,其停车位置可能会有所不同,显然,开环控制方法不适合巡检机器人充电,因为其抗干扰能力较差。
为了增加抗干扰能力,也可采用闭环控制方式,根据闭环控制器的位置,可分为二次侧闭环控制和一次侧闭环控制。对于二次侧闭环控制方法,可通过添加DC/DC变换器或有源整流器来获得CV或CC输出。然而,由于巡检机器人的安装空间有限,在巡检机器人内部增加额外的控制模块显然不是一个明智的选择。对于一次侧闭环控制方法,通常是通过无线通信将二次侧信息反馈到一次侧,然后通过控制逆变器的相移或频率来获得CV或CC输出,但是往往又需要增加额外的通信***,信号传输的稳定性和实时性还难以满足部分应用场景的需要。
发明内容
基于上述需求,本发明的首要目的在于提出一种具有参数估计能力的巡检机器人无通信WPT***,该***能够在不增加额外通信***的情况下,直接利用副边补偿线圈与原边检测线圈的电磁耦合来反馈二次侧的运行参数,便于一次侧实现输出电压或输出电流的调整。
为了实现上述目的,本发明所采用的具体技术方案如下:
一种具有参数估计能力的巡检机器人无通信WPT***,包括发射端和接收端,其关键在于,所述发射端设置有直流电源、高频逆变模块、原边补偿电路、能量发射线圈、检测电路和原边控制器;所述接收端设置有能量接收线圈、副边补偿电路、整流滤波电路和用电负载;所述能量发射线圈与所述能量接收线圈对应设置并通过电磁耦合实现无线电能传输,所述检测电路中设置有检测线圈,所述副边补偿电路中设置有副边补偿线圈,所述检测线圈与所述副边补偿线圈对应设置并通过电磁耦合实现副边输出电流的反馈;所述检测电路通过获取所述检测线圈的拾取信号判定接收端的状态,并通过所述原边控制器控制所述高频逆变模块的输出状态。
可选地,所述原边补偿电路包括原边补偿电感、原边并联补偿电容、原边串联补偿电容和原边模式切换开关,所述副边补偿电路包括副边补偿线圈、副边并联补偿电容、副边串联补偿电容和副边模式切换开关,当所述原边模式切换开关和所述副边模式切换开关均闭合时,所述原边并联补偿电容和所述副边并联补偿电容投入使用,所述发射端和所述接收端之间构成LCC-LCC拓扑结构,当所述原边模式切换开关和所述副边模式切换开关均断开时,所述原边并联补偿电容和所述副边并联补偿电容形成开路,所述发射端和所述接收端之间构成SS拓扑结构。
可选地,所述能量发射线圈绕制成DD型线圈,所述检测线圈绕制成Q型线圈,且所述能量发射线圈与所述检测线圈重叠,二者之间自然解耦;所述能量接收线圈绕制成DD型线圈,所述副边补偿线圈绕制成Q型线圈,且所述能量接收线圈与所述副边补偿线圈重叠,二者之间自然解耦。
可选地,所述检测电路中设置有整流滤波模块和采样电阻,所述原边控制器中设置有电压检测模块和A/D采样模块,通过所述电压检测模块获取所述采样电阻的端部电压,经过A/D采样模块得到其检测电压。
可选地,在接收端设置有副边控制器,所述副边控制器包括用于检测能量接收线圈拾取信号频率的频率检测模块和用于控制副边模式切换开关通断的副边开关控制模块。
基于前文所述的***,本发明还提供一种具有参数估计能力的巡检机器人无通信WPT***的控制方法,包括以下步骤:
S1:巡检机器人停车后,进入参数估计模式,通过控制原边模式切换开关和副边模式切换开关闭合,使得发射端和接收端之间构成LCC-LCC拓扑结构,设置高频逆变模块的工作频率为LCC-LCC拓扑结构时的***固有频率f,导通角为δ0_LCC,通过检测电路得到采样电压UD0_LCC;
S2:再通过控制原边模式切换开关和副边模式切换开关断开,使得发射端和接收端之间构成SS拓扑结构,设置高频逆变模块的工作频率为SS拓扑结构时的***固有频率fs,导通角为δ0_SS,通过检测电路得到采样电压UD0_SS;
S3:结合***初始参数估计出能量发射线圈和能量接收线圈之间的互感MP以及检测线圈和副边补偿线圈之间的互感MD;
S4:通过控制原边模式切换开关和副边模式切换开关闭合,使得发射端和接收端之间重新构成LCC-LCC拓扑结构,通过检测电路得到采样电压UD并基于步骤S3估计得到的检测线圈和副边补偿线圈之间的互感MD求解得到当前负载输出电流IL;
S5:将当前负载输出电流IL与参考电流ILref之间的误差发送给比例积分控制器,并将处理后的结果传递给PSM控制器得到最终的导通角δ;
S6:原边控制器按照导通角δ控制高频逆变模块调节输出电流,使其维持恒流输出。
可选地,步骤S3中按照:
计算能量发射线圈和能量接收线圈之间的互感MP以及检测线圈和副边补偿线圈之间的互感MD,其中:UD0_LCC为步骤S1中通过检测电路得到采样电压,UD0_SS为步骤S2中通过检测电路得到采样电压,Uin0_LCC表示步骤S1中高频逆变模块的等效输出电压,Uin0_SS表示步骤S2中高频逆变模块的等效输出电压,且计算方式为:
Udc为直流电源输出电压,XCT为原边并联补偿电容的容抗,XCR为副边并联补偿电容的容抗;工作角频率ω=2πf。
可选地,步骤S2中先将发射端的原边模式切换开关断开,原边控制器设置高频逆变模块的工作频率为SS拓扑结构时的***固有频率fs,导通角为δ0_SS,副边控制器中的频率检测模块通过检测能量接收线圈拾取信号频率的变化来控制副边模式切换开关断开。
本发明的效果是:
本发明提出的一种有参数估计能力的巡检机器人无通信WPT***及控制方法,通过切换LCC-LCC和SS拓扑结构,检测一次侧电路的两个感应直流电压,从而实现***互感系数的识别,为***的闭环控制提供依据,对于巡检机器人来说是非常实用的,因为它的停车位置可能每次都是不同的,即在x轴和z轴上的停车位置会发生变化。其次,本***以一次侧检测电路的感应电压为反馈构建控制***,可实现无通信的CC输出,与传统的基于通信的一次侧控制方法相比,该方法不需要复杂的配对,减少了通信延迟,具有更好的充电性能。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案,下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。
图1为现有的巡检机器人无线充电***架构图;
图2为本发明的***电路原理图;
图3为本发明具体实施例中磁耦合结构的线圈分布关系图;
图4为本发明具体实施例中磁耦合结构的线圈尺寸关系图;
图5(a)为本发明具体实施例中LCC-LCC拓扑时的等效电路图;
图5(b)为本发明具体实施例中SS拓扑时的等效电路图;
图6为本发明具体实施例中的控制流程图;
图7为***参数估计值与实测值的互感变化曲线;
图8为***从LCC-LCC拓扑切换到SS拓扑的关键波形变化图;
图9为具体实施例中RL从3.6Ω变化到4.8Ω,再回到3.6Ω时的动态响应曲线;
图10为具体实施例中ILref从10A到8A,然后再回到10A时的动态响应曲线。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案,因此只作为示例,而不能以此来限制本发明的保护范围。
需要注意的是,除非另有说明,本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域技术人员所理解的通常意义。
如图2所示,本实施例提供了一种有参数估计能力的巡检机器人无通信WPT***,包括发射端和接收端,所述发射端设置有直流电源、高频逆变模块、原边补偿电路、能量发射线圈、检测电路和原边控制器;所述接收端设置有能量接收线圈、副边补偿电路、整流滤波电路和用电负载;所述能量发射线圈与所述能量接收线圈对应设置并通过电磁耦合实现无线电能传输,所述检测电路中设置有检测线圈,所述副边补偿电路中设置有副边补偿线圈,所述检测线圈与所述副边补偿线圈对应设置并通过电磁耦合实现副边输出电流的反馈;所述检测电路通过获取所述检测线圈的拾取信号判定接收端的状态,并通过所述原边控制器控制所述高频逆变模块的输出状态。
通过图2可以看出,能量发射线圈与能量接收线圈之间的互感MP保证无线功率传输,检测线圈与副边补偿线圈之间的互感MD将二次侧输出电流反馈到一次侧。UD为检测到的反映输出电流的直流电压。如前所述,由于巡检机器人定位精度的偏差,在每次充电时,其停车位置可能会有所不同。因此,要用UD控制输出电流,必须先识别MD。
为了更加方便的实现参数识别,本实施例中所述原边补偿电路包括原边补偿电感、原边并联补偿电容、原边串联补偿电容和原边模式切换开关,所述副边补偿电路包括副边补偿线圈、副边并联补偿电容、副边串联补偿电容和副边模式切换开关,当所述原边模式切换开关和所述副边模式切换开关均闭合时,所述原边并联补偿电容和所述副边并联补偿电容投入使用,所述发射端和所述接收端之间构成LCC-LCC拓扑结构,当所述原边模式切换开关和所述副边模式切换开关均断开时,所述原边并联补偿电容和所述副边并联补偿电容形成开路,所述发射端和所述接收端之间构成SS拓扑结构。通过图2可以看出,S1和S2是两个交流开关,用于在LCC-LCC和SS之间切换***拓扑,通过检测这两种拓扑下的UD可以识别互感系数。
通过图3可以看出,为了减少发射端和接收端各个线圈之间的串扰,本实施例中能量发射线圈绕制成DD型线圈,所述检测线圈绕制成Q型线圈,且所述能量发射线圈与所述检测线圈重叠,二者之间自然解耦;所述能量接收线圈绕制成DD型线圈,所述副边补偿线圈绕制成Q型线圈,且所述能量接收线圈与所述副边补偿线圈重叠,二者之间自然解耦。图3中LP和LS分别为发射端DD线圈和接收端DD线圈,LR是接收端的补偿Q线圈,LD是发射端的检测Q线圈,为了形成紧凑的耦合结构,LD与LP重叠,LR与LS重叠,各个线圈的具体参数设计如图4所示,由于DD线圈与Q线圈之间的自然解耦特性,在巡检机器人的实际充电场景中,为了简化分析,实施过程中只考虑相互耦合的MP(LP与LS之间)和MD(LD与LR之间)。
为了更好的实现反馈电流的检测,通过图2可以看出,具体实施时,检测电路中设置有整流滤波模块和采样电阻,所述原边控制器中设置有电压检测模块和A/D采样模块,通过所述电压检测模块获取所述采样电阻的端部电压,经过A/D采样模块得到其检测电压。
同时为了在不加通信的情况下实现接收端工作模式的同步切换,在接收端设置有副边控制器,所述副边控制器包括用于检测能量接收线圈拾取信号频率的频率检测模块和用于控制副边模式切换开关通断的副边开关控制模块。
按照上述***设计,当S1和S2开启时,***工作在如图5(a)所示的LCC-LCC补偿拓扑中,LT和LR分别是发射线圈LP和接收线圈LS的补偿线圈,RT、RP、RS、RR分别为LT、LP、LS、LR的寄生电阻。
为了简化分析,假设检测电阻RDL>>ωLD并且ZD>>ω2MD 2,从而ZrefD→0,可得:
在图4所示线圈尺寸信息下,测得的寄生电阻RD、RP、RS、RR可以忽略,以简化分析。可得IR:
当S1和S2关闭时,***工作于如图5(b)所示的串联-串联(SS)补偿网络。
可以推导出:
SS拓扑***中的UD可计算为:
基于上述分析,本实施例还提出一种具有参数估计能力的巡检机器人无通信WPT***的控制方法,如图6所示,包括以下步骤:
S1:巡检机器人停车后,进入参数估计模式,通过控制原边模式切换开关和副边模式切换开关闭合,使得发射端和接收端之间构成LCC-LCC拓扑结构,设置高频逆变模块的工作频率为LCC-LCC拓扑结构时的***固有频率f,导通角为δ0_LCC,通过检测电路得到采样电压UD0_LCC;
S2:再通过控制原边模式切换开关和副边模式切换开关断开,使得发射端和接收端之间构成SS拓扑结构,设置高频逆变模块的工作频率为SS拓扑结构时的***固有频率fs,导通角为δ0_SS,通过检测电路得到采样电压UD0_SS;
S3:结合***初始参数估计出能量发射线圈和能量接收线圈之间的互感MP以及检测线圈和副边补偿线圈之间的互感MD;
S4:通过控制原边模式切换开关和副边模式切换开关闭合,使得发射端和接收端之间重新构成LCC-LCC拓扑结构,通过检测电路得到采样电压UD并基于步骤S3估计得到的检测线圈和副边补偿线圈之间的互感MD求解得到当前负载输出电流IL;
S5:将当前负载输出电流IL与参考电流ILref之间的误差发送给比例积分控制器,并将处理后的结果传递给PSM控制器得到最终的导通角δ;
S6:原边控制器按照导通角δ控制高频逆变模块调节输出电流,使其维持恒流输出。
根据上述步骤可以看出,巡检机器人停车后,***首先进入参数(即MP和MD)估计模式,首先S1和S2开启,***工作在频率为f的LCC-LCC拓扑中,导通角设置为δ0_LCC,产生少量能量用于参数估计,可以测量采样信息,即UD0_LCC。其次,将S1设为关闭,逆变器的频率变为fS,导通角设为δ0_SS。然后二次侧的鉴频模块检测到频率变化后,S2也切换到关闭状态,***工作在SS拓扑,可以测量采样信息,即UD0_SS,按照:
可以计算能量发射线圈和能量接收线圈之间的互感MP以及检测线圈和副边补偿线圈之间的互感MD,其中:UD0_LCC为步骤S1中通过检测电路得到采样电压,UD0_SS为步骤S2中通过检测电路得到采样电压,Uin0_LCC表示步骤S1中高频逆变模块的等效输出电压,Uin0_SS表示步骤S2中高频逆变模块的等效输出电压,且计算方式为:
Udc为直流电源输出电压,XCT为原边并联补偿电容的容抗,XCR为副边并联补偿电容的容抗;工作角频率ω=2πf。
在设计***时可以确定Udc、δ0_LCC、δ0_SS、ω、CT和CR,通常δ0_LCC和δ0_SS设为30°,通过检测直流电压UD0_LCC和UD0_SS可以估计出MP和MD。
MP、MD估计完成后,CC充电从LCC-LCC配置开始,原边控制器测量直流电压UD,求解输出电流IL,将IL与参考ILref之间的误差发送给比例积分(PI)控制器,处理后的结果传递给PSM(脉冲阶梯调制)控制器计算导通角δ,调节输出电流。
为了验证本发明所提出的WPT***的可行性,下面按照表1所示参数制作了一个实验样机进行性能测试。
表1***参数
图7为HIOKI IM3536 LCR仪在x方向变化(即-8cm至8cm)时的互感估计值(MP-ES和MD-ES)和实测的实际互感值(MP-RE和MD-RE)。从图7中可以看出,估计值与参考值吻合较好,实验结果验证了估计方法的可行性。
***从LCC-LCC拓扑切换到SS拓扑的关键波形如图8所示,其中x=0。在测量UD0_LCC和UD0_SS后,MP和MD分别为13.19μH和3.06μH。
输出电流IL可以通过改变UD来调节,当负载发生变化时,通过闭环控制可以保持输出电流为参考值。如图9所示,仅当负载RL从3.6Ω变化到4.8Ω,然后再回到3.6Ω时,输出电流就能保持稳定,且有微小的峰值。
如图2所示,***可以通过调节ILref来调节IL,图10为ILref变化时的动态响应。描述了将参考电流ILref从10A调到8A,再调回10A,输出电流IL就可以控制到目标值。
综上可以看出,本发明提出的一种有参数估计能力的巡检机器人无通信WPT***及***及控制方法,能够在无通信的情况下,实现***恒流输出控制,***架构简单,控制方便,能够很好的满足巡检机器人无线充电的需要。
最后需要说明的是,以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围,这样的变换均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。
Claims (9)
1.一种具有参数估计能力的巡检机器人无通信WPT***,包括发射端和接收端,其特征在于,所述发射端设置有直流电源、高频逆变模块、原边补偿电路、能量发射线圈、检测电路和原边控制器;所述接收端设置有能量接收线圈、副边补偿电路、整流滤波电路和用电负载;所述能量发射线圈与所述能量接收线圈对应设置并通过电磁耦合实现无线电能传输,所述检测电路中设置有检测线圈,所述副边补偿电路中设置有副边补偿线圈,所述检测线圈与所述副边补偿线圈对应设置并通过电磁耦合实现副边输出电流的反馈;所述检测电路通过获取所述检测线圈的拾取信号判定接收端的状态,并通过所述原边控制器控制所述高频逆变模块的输出状态。
2.根据权利要求1所述的具有参数估计能力的巡检机器人无通信WPT***,其特征在于:所述原边补偿电路包括原边补偿电感、原边并联补偿电容、原边串联补偿电容和原边模式切换开关,所述副边补偿电路包括副边补偿线圈、副边并联补偿电容、副边串联补偿电容和副边模式切换开关,当所述原边模式切换开关和所述副边模式切换开关均闭合时,所述原边并联补偿电容和所述副边并联补偿电容投入使用,所述发射端和所述接收端之间构成LCC-LCC拓扑结构,当所述原边模式切换开关和所述副边模式切换开关均断开时,所述原边并联补偿电容和所述副边并联补偿电容形成开路,所述发射端和所述接收端之间构成SS拓扑结构。
3.根据权利要求1或2所述的具有参数估计能力的巡检机器人无通信WPT***,其特征在于:所述能量发射线圈绕制成DD型线圈,所述检测线圈绕制成Q型线圈,且所述能量发射线圈与所述检测线圈重叠,二者之间自然解耦;所述能量接收线圈绕制成DD型线圈,所述副边补偿线圈绕制成Q型线圈,且所述能量接收线圈与所述副边补偿线圈重叠,二者之间自然解耦。
4.根据权利要求1或2所述的具有参数估计能力的巡检机器人无通信WPT***,其特征在于:所述检测电路中设置有整流滤波模块和采样电阻,所述原边控制器中设置有电压检测模块和A/D采样模块,通过所述电压检测模块获取所述采样电阻的端部电压,经过A/D采样模块得到其检测电压。
5.根据权利要求2所述的具有参数估计能力的巡检机器人无通信WPT***,其特征在于:在接收端设置有副边控制器,所述副边控制器包括用于检测能量接收线圈拾取信号频率的频率检测模块和用于控制副边模式切换开关通断的副边开关控制模块。
6.如权利要求2所述的具有参数估计能力的巡检机器人无通信WPT***的控制方法,其特征在于,包括以下步骤:
S1:巡检机器人停车后,进入参数估计模式,通过控制原边模式切换开关和副边模式切换开关闭合,使得发射端和接收端之间构成LCC-LCC拓扑结构,设置高频逆变模块的工作频率为LCC-LCC拓扑结构时的***固有频率f,导通角为δ0_LCC,通过检测电路得到采样电压UD0_LCC;
S2:再通过控制原边模式切换开关和副边模式切换开关断开,使得发射端和接收端之间构成SS拓扑结构,设置高频逆变模块的工作频率为SS拓扑结构时的***固有频率fs,导通角为δ0_SS,通过检测电路得到采样电压UD0_SS;
S3:结合***初始参数估计出能量发射线圈和能量接收线圈之间的互感MP以及检测线圈和副边补偿线圈之间的互感MD;
S4:通过控制原边模式切换开关和副边模式切换开关闭合,使得发射端和接收端之间重新构成LCC-LCC拓扑结构,通过检测电路得到采样电压UD并基于步骤S3估计得到的检测线圈和副边补偿线圈之间的互感MD求解得到当前负载输出电流IL;
S5:将当前负载输出电流IL与参考电流ILref之间的误差发送给比例积分控制器,并将处理后的结果传递给PSM控制器得到最终的导通角δ;
S6:原边控制器按照导通角δ控制高频逆变模块调节输出电流,使其维持恒流输出。
9.根据权利要求8所述的具有参数估计能力的巡检机器人无通信WPT***的控制方法,其特征在于,步骤S2中先将发射端的原边模式切换开关断开,原边控制器设置高频逆变模块的工作频率为SS拓扑结构时的***固有频率fs,导通角为δ0_SS,副边控制器中的频率检测模块通过检测能量接收线圈拾取信号频率的变化来控制副边模式切换开关断开。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202310366480.2A CN116317205A (zh) | 2023-04-07 | 2023-04-07 | 具有参数估计能力的巡检机器人无通信wpt***及控制方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202310366480.2A CN116317205A (zh) | 2023-04-07 | 2023-04-07 | 具有参数估计能力的巡检机器人无通信wpt***及控制方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN116317205A true CN116317205A (zh) | 2023-06-23 |
Family
ID=86815037
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202310366480.2A Pending CN116317205A (zh) | 2023-04-07 | 2023-04-07 | 具有参数估计能力的巡检机器人无通信wpt***及控制方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN116317205A (zh) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN116742817A (zh) * | 2023-08-09 | 2023-09-12 | 中国人民解放军海军工程大学 | 一种ipt***及其多参数联合辨识控制方法 |
-
2023
- 2023-04-07 CN CN202310366480.2A patent/CN116317205A/zh active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN116742817A (zh) * | 2023-08-09 | 2023-09-12 | 中国人民解放军海军工程大学 | 一种ipt***及其多参数联合辨识控制方法 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Song et al. | Constant current/voltage charging operation for series–series and series–parallel compensated wireless power transfer systems employing primary-side controller | |
KR101851995B1 (ko) | 무선 충전기용 공진 컨버터 및 그 구현방법 | |
CN108683229B (zh) | 一种电动汽车无线充电副边输出控制***及其控制方法 | |
Zhao et al. | The load estimation and power tracking integrated control strategy for dual-sides controlled LCC compensated wireless charging system | |
CN110071562B (zh) | 一种发送侧切换混合拓扑恒流恒压感应式无线充电方法及*** | |
CN110557027B (zh) | 一种应用于感应电能传输***最大效率跟踪dc-dc变换器及其控制方法 | |
CN110707831B (zh) | 一种发送侧切换三线圈恒流恒压感应式无线充电方法及*** | |
Wu et al. | Position-independent constant current or constant voltage wireless electric vehicles charging system without dual-side communication and DC–DC converter | |
CN111740509A (zh) | 基于调压控制的无线充电方法及*** | |
CN116317205A (zh) | 具有参数估计能力的巡检机器人无通信wpt***及控制方法 | |
Song et al. | A control strategy for wireless EV charging system to improve weak coupling output based on variable inductor and capacitor | |
WO2023071216A1 (zh) | 一种无线充电的发射端、接收端及无线充电*** | |
CN111711250A (zh) | 一种无线充电***及其输出电压调节方法 | |
Nam et al. | Novel unity-gain frequency tracking control of series–series resonant converter to improve efficiency and receiver positioning flexibility in wireless charging of portable electronics | |
CN104135085A (zh) | 一种无线电能传输设备发送端频率跟踪调谐方法 | |
CN216134292U (zh) | 副边cl/s恒流恒压ipt充电*** | |
Nakadachi et al. | Bidirectional contactless power transfer system expandable from unidirectional system | |
CN211236016U (zh) | 一种无线电能传输恒压或恒流输出的频率在线检测电路 | |
CN111740510A (zh) | 基于移相调节控制的无线充电方法及*** | |
Zhu et al. | Analytical and experimental investigations of optimal load impedance in LCC-compensated inductive power transfer systems | |
JP5888201B2 (ja) | 受電機器、及び非接触電力伝送装置 | |
Bukya et al. | Analysis of interoperability different compensation network in wireless EV charging systems | |
Liu et al. | A New Bi-directional Wireless EV Charging Controller Tolerant to Large Pad Misalignments | |
Li et al. | Wireless charging of substation inspection robots based on parameter estimation without communication | |
Ponnuswamy et al. | Transmitter-side controlled series-series compensated wireless charging system without wireless communication for electric vehicles |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination |