具有磁芯的无线电能传输系统非线性分析与控制

摘要

针对在谐振式无线电能传输(WPT)系统中引入平板磁芯会导致系统线圈电感的变化,进而引起非线性现象这一问题,基于拉塞尔不变原理,提出了一种含平板磁芯的WPT系统自适应控制方法。通过自适应控制器对电动汽车的WPT系统进行控制,可有效减小非线性现象的产生。建立加入平板磁芯的WPT系统模型,利用麦克斯韦(Maxwell)软件求解WPT系统发射和接收线圈的非线性电感模型。基于系统的状态空间方程,分析了系统非线性现象的成因原理,并利用Maxwell软件求解了系统非线性现象时发射线圈的临界点电流。提出了一种适用于含平板磁芯的非线性WPT系统的自适应控制器,并通过MATLAB软件,对加入该控制器前后的非线性WPT系统进行了仿真分析。分析结果表明:在系统中加入控制器,系统谐波消失,由不规则振荡变为周期振荡,同时系统的周期轨道从超过20个控制到1个,验证了文中提出控制器的控制作用。