摘要: 无线电能传输(WirelessPowerTransfer，WPT)是一种利用空间无线软介质实现电能传输的新技术，具有安全、便捷等优点，近年来备受关注。磁耦合谐振式无线电能传输(MagneticallyCoupledResonantWirelessPowerTransfer，MCRWPT)作为WPT技术的一种，具有传... 展开 无线电能传输(WirelessPowerTransfer，WPT)是一种利用空间无线软介质实现电能传输的新技术，具有安全、便捷等优点，近年来备受关注。磁耦合谐振式无线电能传输(MagneticallyCoupledResonantWirelessPowerTransfer，MCRWPT)作为WPT技术的一种，具有传输效率高、传输距离较大的优点，成为WPT领域的研究热点。 为了解决MCRWPT系统在工作过程中的谐振频率偏移而引起的失谐问题，本文研究了MCRWPT系统的频率跟踪控制方法。本文研究的MCRWPT系统频率跟踪控制方法有广泛的应用领域，可用于如定点式电动汽车充电、家用电器充电等，也可用于移动式电动汽车供电、移动机器人供电等。 本文首先在建立MCRWPT系统等效互感模型的基础上，分析了系统的频率特性、失谐机理和谐振状态检测；然后研究了基于自适应PI(ProportionIntegration)控制全数字锁相环的频率跟踪方法，建立了此锁相环的数学模型，分析了其PI控制参数对其性能的影响，为兼顾频率跟踪的速度和精度，研究了对PI控制参数自适应调节的自适应模糊控制器，利用FPGA(Field-ProgrammableGateArray)实现了该频率跟踪方法，仿真结果表明该频率跟踪方法跟踪速度快、精度高；而后设计了频率跟踪系统的电流采样、过零比较和驱动电路等外围硬件电路，实现了整个频率跟踪控制系统。考虑MCRWPT系统谐振频率偏离跟踪范围的情况，本文提出了一种动态补偿调谐控制与频率跟踪控制相结合的MCRWPT系统频率复合控制方法，并利用Simulink对所提出的复合控制进行了仿真验证。最后，本文在MCRWPT系统实验装置上进行了实验，对所研究的频率跟踪控制系统进行了验证。实验结果表明，在因电路参数变化而引起谐振频率偏移时，所研究的频跟踪控制系统能够使系统工作在谐振状态，并有效提高MCRWPT系统的传输性能。 收起