恭喜泉州装备制造研究所黄东晓获国家专利权
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龙图腾网恭喜泉州装备制造研究所申请的专利一种基于滑模预测控制的动态无线充电输出功率控制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:CN114793022B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-04-25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:202210352197.X,技术领域涉及:H02J50/12;该发明授权一种基于滑模预测控制的动态无线充电输出功率控制方法是由黄东晓;侯隽;柯栋梁;汪凤翔设计研发完成,并于2022-04-03向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种基于滑模预测控制的动态无线充电输出功率控制方法在说明书摘要公布了:本发明公开了一种基于滑模预测控制的动态无线充电输出功率控制方法,属于无线电能传输技术领域。该方法应用于LCC‑S型谐振电路,能在动态过程中保持输出电压稳定,使磁耦合谐振式无线功率传输系统的输出功率最大化,仅需采样负载电压和电感电流即可进行控制。基于本发明方法的滑模预测控制器,可以实现对滑模控制的反馈自校正。与常规控制器相比,通过本发明方法实现的控制器在瞬态和稳态环境下均显示出更准确,更快的性能。该控制器是基于一定条件下的新预测控制算法,提高了系统的可用工作范围,并保证耦合系数在大范围内动态变化下无线充电系统的可靠性。
本发明授权一种基于滑模预测控制的动态无线充电输出功率控制方法在权利要求书中公布了:1.一种基于滑模预测控制的动态无线充电输出功率控制方法,其特征在于,所述方法应用于LCC-S型谐振电路,包括:步骤10、构建基于LCC-S型谐振电路的系统拓扑模型,选取输出电压与控制电压的误差为控制的状态变量,所述状态变量包括跟踪偏差量、跟踪偏差量变化率以及跟踪偏差量积分,然后对所述状态变量进行求导,得到系统状态空间方程,所述系统的全桥逆变器采用移相调制方式;步骤20、构造滑模面,当系统接近预期输出功率,滑模控制通过预测下一步输出,如果出现超调,通过当前预测值减去上一时刻预测值作为反馈校正,给当前的滑模预测控制步,接收端达到预期功率后,输出电压保持平稳;将滑模面对时间求导,得到滑模控制器的控制算法;步骤30、采集接收端的滤波电容电流以及负载电压,通过欧拉公式离散,预测下一时刻的滤波电容电流以及负载电压,将预测结果代入滑模控制器的控制算法,计算出下一时刻滑模控制输出值;步骤40、通过当前时刻滑模控制输出值与在k-1时刻的滑模预测值之间的差值来对k+1时刻滑模预测输出值进行反馈校正,并使校正后的预测输出值满足让成本函数逐渐趋于0;步骤50、将校正后的预测输出值代入移相控制方程,计算出移相角,控制所述全桥逆变器移相,实现对输出功率的控制;所述步骤10中,所述状态变量具体为: 其中,x1k为跟踪偏差量、x2k为跟踪偏差量变化率,x3k为跟踪偏差量积分,Vref为参考电压,RL为负载电阻,Lf为滤波电感,Cf是滤波电容,uk等效于二次侧整流桥输出电压有效值uoutk,k为当前时间除以控制周期;所述系统状态空间方程为: 其中,为跟踪偏差量的导数、为跟踪偏差量变化率的导数,为跟踪偏差量积分的导数,Xk为k时刻系统状态变量,为k时刻的系统控制量,u0k为k时刻的负载电压值;所述步骤20中,滑模面具体为: 其中,;为预测方程,其含义是对变化的预测,用指数函数收敛,;k为当前时间除以控制周期;所述滑模控制器的控制算法具体为: 其中,k1、k2、k3为滑模控制系数,ick为k时刻的滤波电容电流值,ueqk为k时刻的滑模控制输出值,Vref为参考电压。
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