湖北工業(yè)大學(xué)常雨芳獲國家專利權(quán)
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龍圖騰網(wǎng)獲悉湖北工業(yè)大學(xué)申請的專利基于BUCK電路無線電能傳輸?shù)目垢蓴_系統(tǒng)及控制方法獲國家發(fā)明授權(quán)專利權(quán),本發(fā)明授權(quán)專利權(quán)由國家知識產(chǎn)權(quán)局授予,授權(quán)公告號為:CN114498958B 。
龍圖騰網(wǎng)通過國家知識產(chǎn)權(quán)局官網(wǎng)在2025-09-02發(fā)布的發(fā)明授權(quán)授權(quán)公告中獲悉:該發(fā)明授權(quán)的專利申請?zhí)?專利號為:202210160755.2,技術(shù)領(lǐng)域涉及:H02J50/12;該發(fā)明授權(quán)基于BUCK電路無線電能傳輸?shù)目垢蓴_系統(tǒng)及控制方法是由常雨芳;余文錦;周菲菲;胡宇博;嚴(yán)懷成;張皓;黃文聰;周欣怡;黃津瑩;胡瀅;張曉柯;馬超;朱雨樵設(shè)計(jì)研發(fā)完成,并于2022-02-22向國家知識產(chǎn)權(quán)局提交的專利申請。
本基于BUCK電路無線電能傳輸?shù)目垢蓴_系統(tǒng)及控制方法在說明書摘要公布了:本發(fā)明涉及無線電能傳輸技術(shù),具體涉及BUCK電路無線電能傳輸系統(tǒng)的抗干擾系統(tǒng)及方法,該方法包括建立Buck電路數(shù)學(xué)模型;基于系統(tǒng)離散數(shù)學(xué)模型設(shè)計(jì)了模型預(yù)測控制方法,利用期望的輸出序列和系統(tǒng)擾動(dòng)進(jìn)行前饋補(bǔ)償,反饋補(bǔ)償由系統(tǒng)當(dāng)前時(shí)刻與前一時(shí)刻的狀態(tài)量組成,并生成了控制增量序列;根據(jù)系統(tǒng)階數(shù)設(shè)計(jì)較為簡單的數(shù)學(xué)模型,并設(shè)計(jì)擾動(dòng)觀測器,將系統(tǒng)不確定項(xiàng)均視為擾動(dòng)進(jìn)行估計(jì)與補(bǔ)償;擾動(dòng)觀測器的估計(jì)值反饋到模型預(yù)測控制器中進(jìn)行滾動(dòng)優(yōu)化,使無線電能傳輸系統(tǒng)魯棒性更強(qiáng)。在系統(tǒng)攝動(dòng)、參數(shù)不確定和負(fù)載突變情況下,該控制方法均可以對系統(tǒng)進(jìn)行較好的控制,并提高其響應(yīng)速度和魯棒性,改善無線電能傳輸系統(tǒng)傳輸效率。
本發(fā)明授權(quán)基于BUCK電路無線電能傳輸?shù)目垢蓴_系統(tǒng)及控制方法在權(quán)利要求書中公布了:1.一種基于BUCK電路無線電能傳輸?shù)目垢蓴_控制方法,該控制方法基于以下系統(tǒng)實(shí)現(xiàn),系統(tǒng)包括Buck主電路和控制電路,Buck主電路包括Buck電路輸入電壓U1、開關(guān)管Vg、續(xù)流二極管D、電感L、電容C1及電阻R;控制電路包括擾動(dòng)觀測器和模型預(yù)測控制器;控制電路輸出連接開關(guān)管Vg的柵極,Buck電路輸入電壓U1正極與開關(guān)管Vg漏極相連,開關(guān)管Vg源極與電感L和續(xù)流二極管D負(fù)極相連,電感L另一端與電容C1和電阻R相連,電容C1另一端、電阻R另一端和續(xù)流二極管Vg正極與U1負(fù)極相連;其特征在于:所述控制方法包括以下步驟: 步驟1、將WPT系統(tǒng)后級Buck環(huán)節(jié)的輸入端等效為理想恒流源,得到Buck變換器的等效電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu); 步驟2、建立電流連續(xù)導(dǎo)通模式下的平均開關(guān)模型; 步驟3、設(shè)定預(yù)測時(shí)域?yàn)镹p,控制時(shí)域?yàn)镹m,且一般Nm≤Np,推導(dǎo)系統(tǒng)預(yù)測方程; 步驟4、選取目標(biāo)函數(shù),得到控制增量; 步驟5、取擾動(dòng)觀測器中低通濾波器為二階低通濾波器: 式中,T為濾波器的濾波時(shí)間; 步驟6、通過Buck電路標(biāo)稱模型二階純微分環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)擾動(dòng)觀測器,得到擾動(dòng)觀測器對系統(tǒng)干擾的估計(jì)值具體步驟如下: 將系統(tǒng)其它項(xiàng)均視為系統(tǒng)擾動(dòng),估計(jì)并反饋至模型預(yù)測控制器;Buck電路狀態(tài)空間方程為: 式中,狀態(tài)x1為Buck電路輸出電壓誤差x1=Uref-Uo,u1為系統(tǒng)輸入,系統(tǒng)擾動(dòng) 將系統(tǒng)擾動(dòng)等效到輸出端,設(shè)系統(tǒng)集總擾動(dòng)為: Dlk=Dmk+Dek 式中,Dmk=[Gpz-Gnz][u1k+Dk]為系統(tǒng)內(nèi)部擾動(dòng),Dek=DkGpz為系統(tǒng)外部擾動(dòng); 輸出電壓傳遞函數(shù)為: Yk=Gnzu1k+Dlk 擾動(dòng)觀測器估計(jì)系統(tǒng)干擾的估計(jì)值為: 整理得: 步驟7、將擾動(dòng)觀測器對系統(tǒng)干擾的估計(jì)值作為控制量中的dk,得到最終控制增量,再送入調(diào)制模塊后,得到開關(guān)管的驅(qū)動(dòng)信號,從而控制系統(tǒng)得到穩(wěn)定的輸出電壓。
如需購買、轉(zhuǎn)讓、實(shí)施、許可或投資類似專利技術(shù),可聯(lián)系本專利的申請人或?qū)@麢?quán)人湖北工業(yè)大學(xué),其通訊地址為:430068 湖北省武漢市洪山區(qū)南李路28號;或者聯(lián)系龍圖騰網(wǎng)官方客服,聯(lián)系龍圖騰網(wǎng)可撥打電話0551-65771310或微信搜索“龍圖騰網(wǎng)”。
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