[发明专利]用于磁浮列车无线充电系统的磁耦合器的设计方法及系统

权利要求书

1.一种用于磁浮列车无线充电系统的磁耦合器的设计方法，其特征在于，包括：

设定系统参数、选择线圈形状、选择器件型号、设置边界条件；

确定耦合器的变量参数、固定参数以及固定参数的数值，所述固定参数为设计过程中不变化的参数，所述固定参数至少包括电流密度、原边线圈长度、铁氧体单元尺寸以及谐振补偿拓扑中的一个，所述变量参数为设计过程中可变的参数，所述变量参数至少包括线圈尺寸、线圈形状、线圈匝数、铁氧体排布方案、气隙以及频率中的一个；

确定变量参数的取值范围以及取值步长，并根据所述变量参数的取值范围以及取值步长确定变量参数的多个取值；

将变量参数的多个取值分别与固定参数的取值进行组合，得到多组参数数据组合，即得到多个解点，每个解点为一个耦合器的设计方案；

结合约束条件，对所述解点进行筛选，得到优化问题的可行域，所述可行域由可行解点确定；所述约束条件包括漏磁场强度和温升范围；

根据需求构建目标函数，并采用Pareto优化算法，求解所述目标函数的最优解点；所述需求包括效率需求、成本需求和重量功率密度需求；

采用所述最优解点对应的设计方案设计耦合器。

2.根据权利要求1所述的用于磁浮列车无线充电系统的磁耦合器的设计方法，其特征在于，所述结合约束条件，对所述解点进行筛选，具体包括：

以漏磁场强度、温升范围为约束条件，对所述解点进行筛选。

3.根据权利要求1所述的用于磁浮列车无线充电系统的磁耦合器的设计方法，其特征在于，所述根据需求构建目标函数，并采用Pareto优化算法，求解所述目标函数的最优解点，具体包括：

构建效率目标函数、成本目标函数和重量功率密度目标函数；

根据所述效率目标函数和所述成本目标函数，采用Pareto优化算法求取成本-效率Pareto前沿；

根据所述效率目标函数和所述重量功率密度目标函数，采用Pareto优化算法求取重量功率密度-效率Pareto前沿；

根据所述成本-效率Pareto前沿和所述重量功率密度-效率Pareto前沿确定最优解点。

4.根据权利要求3所述的用于磁浮列车无线充电系统的磁耦合器的设计方法，其特征在于，所述根据所述效率目标函数和所述成本目标函数，采用Pareto优化算法求取成本-效率Pareto前沿，具体包括：

根据所述效率目标函数，求解效率最大值和效率最小值；

将所述效率最大值和所述效率最小值构成的区间划分为N个子区间；

求取每个子区间内的成本最低点，得到一系列成本-效率最优解点，所述成本-效率最优解点构成所述成本-效率Pareto前沿。

5.根据权利要求3所述的用于磁浮列车无线充电系统的磁耦合器的设计方法，其特征在于，所述根据所述效率目标函数和所述重量功率密度目标函数，采用Pareto优化算法求取重量功率密度-效率Pareto前沿，具体包括：

根据所述效率目标函数，求解效率最大值和效率最小值；

将所述效率最大值和所述效率最小值构成的区间划分为N个子区间；

求取每个子区间内的重量功率密度最高点，得到一系列重量功率密度-效率最优解点，所述重量功率密度-效率最优解点构成所述重量功率密度-效率Pareto前沿。