[发明专利]无线电能传输的自动化耦合线圈优化设计方法

权利要求书

1.一种无线电能传输的自动化耦合线圈优化设计方法，其特征是：包括以下步骤：

步骤一：设计WPT线圈的约束，根据WPT线圈的约束，确定线圈间能量传输效率与WPT线圈设计参数之间的函数关系，确定优化目标函数和优化变量；

步骤二：根据优化目标函数和优化变量，选择利兹线，记录利兹线的股数与每小股半径，记录所述利兹线的最大负载电流I_max；

步骤三：采用粒子群算法对设计参数进行寻优计算，确定粒子群的个体数量及种群迭代次数，同时设置每个粒子的初始参数；

步骤四：根据优化目标函数和设置的粒子的初始参数，建立粒子群函数，根据粒子群函数进行迭代计算，在每一次迭代中，计算每个粒子的优化目标函数值，并根据所述函数值调整每个粒子的参数值；

所述步骤四具体为：

第一步：设置迭代次数为i，则有pop_t+1(j,i)＝pop_t(j,i)+v_t+1(j,i)(j＝1,2,3)，其中v为速度向量，令i≤T，T为最大迭代次数，通过下式表示速度向量：

v_t+1(1,i)＝αv_t(1,i)+c₁r₁(pbest_t(1,i)-pop_t(1,i))+c₂r₂(gbest_t(1)-pop_t(1,i))

v_t+1(2,i)＝round(αv_t(2,i)+c₁r₃(pbest_t(2,i)-pop_t(2,i))+c₂r₄(gbest_t(2)-pop_t(2,i)))

v_t+1(3,i)＝αv_t(3,i)+c₁r₅(pbest_t(3,i)-pop_t(3,i))+c₂r₆(gbest_t(3)-pop_t(3,i))

其中，v_t+1(j,i)为速度向量，α,c₁,c₂均为结构参数，r_i(i＝1,2,…,6)，pbest_t(j,i)(j＝1,2,3)表示第i个个体在前t次迭代中取得最大目标函数值时对应的参数，pbest_t(j)(j＝1,2,3)表示种群在前t次迭代中，取得最大目标函数值的个体对应的参数；

第二步：更新计算每个粒子的优化变量ω_opt、等效负载电阻R_L、M、R₀，以及适应度函数值；

第三步：当t大于等于T时，则保存适应度函数值最高的粒子的参数及对应的负载电阻、工作频率，同时计算原边和副边的电流值I₁和I₂；当t小于T时，则重复步骤四；

步骤五：待迭代过程结束后，选择优化目标函数值最大的粒子参数，根据线圈间能量传输效率与设计参数间函数关系，确定等效负载和工作频率；

所述步骤五具体为：

第一步：根据计算的到的原、副边电流值I₁和I₂，当MAX(I₁,I₂)小于最大负载电流I_max时，则迭代过程结束，输出线圈的匝数N_t、匝间距d、最外匝半径r_out和优化变量ω_opt(d,N_t,r_out)；

第二步：选择优化目标函数值最大的粒子参数，根据线圈间能量传输效率与设计参数间函数关系，确定等效负载和工作频率；

第三步：根据计算的到的原、副边电流值I₁和I₂，当MAX(I₁,I₂)不小于最大负载电流I_max时，则返回步骤二。