西北工业大学高田获国家专利权
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龙图腾网获悉西北工业大学申请的专利一种多输入多输出无线电能传输系统最优功率分配方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN115693977B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-12-19发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202211381000.1,技术领域涉及:H02J50/10;该发明授权一种多输入多输出无线电能传输系统最优功率分配方法是由高田;刘洋;潘阳阳;侯静;羊彦设计研发完成,并于2022-11-05向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种多输入多输出无线电能传输系统最优功率分配方法在说明书摘要公布了:本发明公开了一种多输入多输出无线电能传输系统最优功率分配方法,首先构建n输入m输出无线电能传输系统等效电路模型,并确定优化目标;接下来建立目标函数及约束条件;最后采用多目标遗传算法实现多输入多输出无线电能传输系统的最优功率分配。本发明可根据不同设备的功率需求进行功率分配,功率分配准确,传输效率高,同时采取迭代运算,实时性高,易于微控制器或计算机实现,具有较好的工程应用价值。
本发明授权一种多输入多输出无线电能传输系统最优功率分配方法在权利要求书中公布了:1.一种多输入多输出无线电能传输系统最优功率分配方法,其特征在于,包括如下步骤: 步骤1:构建n输入m输出无线电能传输系统等效电路模型,并确定优化目标; 步骤1-1:所述n输入m输出无线电能传输系统等效电路模型的第i个发射端回路中,i=1,2,...,n,vTi表示第i个发射端的激励电压相量,ZTi表示第i个发射端回路中的阻抗,LTi,CTi分别表示第i个发射端回路中的自感和电容;第j个接收端回路中,j=1,2,...,m,ZRj表示第j个接收端回路中的阻抗,阻抗中包含负载,LRj,CRj分别表示第j个接收端回路中的自感和电容;Mi,j表示第i个发射线圈与第j个接收线圈的互感; 步骤1-2:把功率分配的总误差表示为每个接收端功率的绝对误差之和,作为功率分配中的优化目标: 其中,为接收端实际功率,为接收端目标功率; 系统的所有发射端的自阻抗是相等的,记为r,则发射回路损耗PT表示为: 由2式知当各发射端电流幅值|iTi|的平方和最小时能够实现发射回路损耗PT最小; 步骤2:建立目标函数及约束条件; 取n个发射端的激励电压矢量[vT1,vT2…,vTn]为决策变量,每个激励电压矢量包括电压幅值和相位值,即目标函数如下:F1表示功率分配的总误差,F2表示发射回路的损耗: 约束条件如下: 即激励电压的幅值受到约束,最大不超过激励电源的最大输出电压Vmax,最小为0V; 步骤3:最优功率分配实现; 采用多目标遗传算法实现多输入多输出无线电能传输系统的最优功率分配,具体实现步骤如下: 步骤3-1:确定相关参数; 对于m个接收端,根据接收负载不同功率需求确定各接收端的目标功率值设置算法所需参数:最大迭代次数Gmax,种群数量q,变异概率cp,交叉重组概率mp,目标函数改进终止阈值T; 步骤3-2:初始化n个激励电压,随机生成一组数量为q的激励电压序列[vT1,vT2…,vTn]×q,给激励电压随机赋予初始电压值和初始相位值,作为父代种群,令迭代次数标识G=1; 步骤3-3:对于父代种群中的激励电压序列,以概率cp进行变异操作;以概率mp进行交叉重组操作,生成新的激励电压序列,作为子代种群; 步骤3-4:将父代种群和子代种群合并构成新种群,根据式3计算无线电能传输系统工作在给定激励电压下所对应的目标函数F1和F2,根据F1和F2的值对合并后的种群进行快速非支配排序和拥挤度排序,选择当前最优的q个激励电压序列作为新的父代种群; 步骤3-5:判断是否满足算法迭代终止条件:1.迭代次数G达到上限Gmax;2.在连续设定的多次中迭代中目标函数的改进值小于设定的阈值T;满足上述两个条件中任意一个即认为达到终止条件,执行步骤3-6,否则跳转至步骤3-3,并更新迭代次数标识,使G加1; 步骤3-6:从上述步骤运算得到q个解,选择使目标函数F1最小的解作为最优解,n个激励电压源根据该最优解输出相应的激励电压幅值和相位值,实现最优功率分配。
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