無線電能傳輸中的定位測距技術(shù)

蒲明洋0313202201

無線電能傳輸介紹12

WPT中定位測距技術(shù)5總結(jié)與展望

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模型參數(shù)設(shè)計目錄2

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仿真與實驗結(jié)果

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模型參數(shù)設(shè)計目錄3

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仿真與實驗結(jié)果無線電能傳輸方式:電磁輻射（即射頻或微波）電磁感應(yīng)電磁共振4無線電能傳輸介紹電磁輻射：遠距離傳輸，km級別；電磁感應(yīng)：近距離傳輸，cm級別；電磁共振：中等距離傳輸，m級別。在中小距離場合，電磁感應(yīng)式WPT和電磁共振式WPT傳輸效率相對較高。5無線電能傳輸介紹WPT充電系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)（1）原邊能量變換裝置，低頻電信號轉(zhuǎn)換成高頻，便于能量傳輸；（2）非接觸變壓器，原、副邊的耦合電磁能量傳輸；（3）副邊能量接收裝置，高頻電能整流成直流電供負載使用。錯位：

k:0.1~0.46

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模型參數(shù)設(shè)計目錄7

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仿真與實驗結(jié)果常用導(dǎo)引定位技術(shù)

指標電磁感應(yīng)式磁力感應(yīng)式視覺式慣性式激光式GPS式運行范圍良優(yōu)良中中良精度良優(yōu)優(yōu)一般中中靈活性中良優(yōu)優(yōu)優(yōu)優(yōu)可靠性優(yōu)中一般中一般中可控性優(yōu)差一般差中一般小車費用良中差差中良地面費用中優(yōu)良優(yōu)一般優(yōu)電磁感應(yīng)式導(dǎo)引：可控可靠性高成本較低的優(yōu)點更加均衡8原邊線圈感應(yīng)磁場分布計算畢奧薩伐定理推導(dǎo)得單根有限長直導(dǎo)線所產(chǎn)生的磁場分布：其中，9單根有限長直導(dǎo)線垂直方向磁場分布：10

坐標變換，將另外三條邊坐標（y，l-x，z）、(l-x，l-y，z)、（l-y，x，z）帶入前述公式得到原邊方形線圈空間感應(yīng)磁場垂直方向分布：原邊線圈感應(yīng)磁場分布計算副邊及定位線圈感應(yīng)電動勢計算定位線圈感應(yīng)電動勢：副邊拾能線圈感應(yīng)電動勢：線圈待設(shè)計參數(shù)：匝數(shù)N1、N2，面積S1、S2，電流頻率f、幅值A(chǔ)，使感應(yīng)電動勢在0.1V~3V范圍內(nèi)方便實驗檢測同時具體參數(shù)確定后方便采樣進而設(shè)計算法1112副邊線圈定位測距算法角度錯位：原、副邊中心正對，僅有角度旋轉(zhuǎn)錯位平行錯位：僅有距離偏移，沒有角度偏移，四邊分別平行13平行錯位定位算法利用定位線圈與副邊線圈“組合線圈”相配合進行定位與平移校正：1.劃分原邊線圈，確定各定位區(qū)域2.檢測制作定位參照表3.實際定位，查表對比14零定位線圈檢測出現(xiàn)感應(yīng)電動勢平行錯位定位算法單個定位線圈檢測感應(yīng)電動勢兩個定位線圈檢測感應(yīng)電動勢三、四個定位線圈檢測感應(yīng)電動勢15平行錯位定位算法平行錯位定位算法流程圖：16角度錯位定位算法利用副邊線圈進行定位與旋轉(zhuǎn)校正：1.檢測副邊線圈不同錯位角度下（00~450）的感應(yīng)電動勢，制作偏移角度與感應(yīng)電動勢的對應(yīng)參照表2.實際定位，并旋轉(zhuǎn)校正直至基本正對17角度錯位定位算法角度錯位定位算法流程圖：

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模型參數(shù)設(shè)計目錄18

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仿真與實驗結(jié)果19原邊線圈及電路模型參數(shù)設(shè)計原邊線圈根據(jù)實際應(yīng)用繞制為正方形邊長20cm，匝數(shù)N0=8匝20原邊線圈及電路模型參數(shù)設(shè)計波形發(fā)生器產(chǎn)生一方波信號，頻率f0=80kHz，高電平VH=5.0V，VL=0.0V，方波占空比為49%；信號分兩路分別通過緩沖器與半橋驅(qū)動后作為控制開關(guān)的信號，直流源變換為后續(xù)需要的方波；通過LC諧振電路變換為高頻正弦信號。正弦交流電發(fā)生電路模型設(shè)計（設(shè)計通過原邊線圈高頻正弦交流電幅值Im=1.25A，頻率f=80kHz。）21設(shè)計直流源的輸出大小原邊線圈及電路模型參數(shù)設(shè)計線圈導(dǎo)線能承受最大電流：實際流過原邊線圈電流的峰值：導(dǎo)線線徑d=0.1mm，匝數(shù)n=100匝Im'=4.71ALS=32.1μH，RS=144.0mΩ，Im=1.25A<4.71A，滿足要求，得到Vin=18.0V定位線圈參數(shù)設(shè)計

Maxwell3D磁場仿真，確定定位線圈形狀—模型建立

環(huán)形結(jié)構(gòu)

方形結(jié)構(gòu)22環(huán)形結(jié)構(gòu)磁場3D仿真?zhèn)纫晥D與正視圖：環(huán)形結(jié)構(gòu)：磁力線在空間分布均勻，能夠較好地滿足系統(tǒng)對線圈電磁串擾影響、檢測精度等方面的要求。

定位線圈形狀設(shè)計23方形結(jié)構(gòu)磁場模型與3D仿真圖：方形結(jié)構(gòu)：磁力線在空間分布不均勻，在線圈頂點處磁力線密集，四周相對稀疏，易造成感應(yīng)電動勢的不穩(wěn)定，影響系統(tǒng)的檢測定位精度。定位線圈形狀設(shè)計2425定位線圈參數(shù)設(shè)計定位線圈匝數(shù)N1=112匝，面積S1=0.2cm2，將原邊線圈包圍平面劃分為9×9的81個定位小區(qū)域。