[发明专利]一种基于粒子群算法的无线感应链路参数实时估算方法

说明书

本发明提出了一种基于粒子群算法的无线感应链路参数实时估算方法。本发明输入粒子总数，迭代次数以及设置参数的搜索边界；输入作为粒子的各系统参数集中的系统参数，根据输入电流估算算法得到各粒子的计算输入电流和实际输入电流；计算各粒子计算输入电流与实际输入电流的均方差，比较各均方差，其中均方差最小的最优粒子即为估算得出的无线感应链路系统参数集。本发明可以对无线感应链路的系统参数进行实施估算，以帮助发射端控制电力传输，这比仅根据离线测量的参数数据控制电力传输更精确也更方便。本发明实施测量系统参数的方式，还能有效避免了电气元件的制造公差对系统性能的影响，以保证系统高效运行。

技术领域

本发明属于无线电能传输技术领域，尤其涉及一种基于粒子群算法的无线感应链路参数实时估算方法。

背景技术

无线感应链路已广泛应用于不同功率水平的场景，如生物医学植入，照明，运输和感应加热等。装置在设计时通常强调在最佳电能传输效率的情况下运行系统。为了调节负载功率，需要进行负载侧电参数的即时测量，并建立发射端和接收端之间的通信链路，以向发送端提供接收端的工作情况。为了最大限度地降低电路复杂性，目前提出了一些利用发送器侧电压和电流信息来估计两个线圈之间的互感，获得负载侧条件以及调节负载功率的计算算法。然而，这些方法通常假设元件值是先验已知的，或者在估计过程中采用标称元件值。由于制造公差，温度效应和老化，电子元件的参数通常都会受到影响，这种不可避免的问题会降低链路的系统性能。

众所周知，无线电感链路的功率传输效率和功率传输特性由若干内在和外在因素决定，如耦合系数，品质因数，发射和接收线圈的匹配情况以及工作频率等。这些参数的变化将改变发射端和接收端侧的谐振频率。而发射和接收端谐振频率的不匹配会导致负载功率大幅度下降。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提出了一种基于粒子群算法的无线感应链路参数实时估算方法，以实时监控无线感应链路系统参数的变化，以发射端控制电力传输。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为一种基于粒子群算法的无线感应链路参数实时估算方法。本发明通过改进的粒子群优化算法用于最小化实际输入电流和计算输入电流之间的误差来估算系统参数；通过输入电流估算算法计算输入电流的时间序列，其中包括实际输入电压的时间序列和改进的粒子群优化算法提供的系统参数，具体包括以下步骤：

步骤1：输入粒子总数，迭代次数，设置参数的搜索边界；

步骤2：输入各粒子作为系统参数，根据输入电流估算算法得到各粒子的计算输入电流和实际输入电流；

步骤3：计算各粒子的均方差，比较各粒子的均方差，得出当前最优粒子；

步骤4：将当前最优粒子引入扰动得到扰动后新粒子；

步骤5：分别计算扰动后新粒子和当前最优粒子的均方差，计算最优粒子集被扰动集；

步骤6：根据粒子的速度更新公式和位置更新公式更新粒子，得到估算得出的无线感应链路系统参数；

作为优选，步骤1中所述输入粒子总数为N，迭代次数为δ；

步骤1中所述的参数为：

L₁为发射线圈自感，ω₁为发射线圈的谐振频率，ω₂为接收线圈的谐振频率，k为发射和接收线圈的耦合系数；

步骤1中所述设置参数的搜索边界为：