[发明专利]基于模态分析理论的MCR-WPT系统谐振点配置方法

权利要求书

1.一种基于模态分析理论的MCR-WPT系统谐振点配置方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)判断MCR-WPT系统是否属于第一类型，若MCR-WPT系统属于第一类型，则执行步骤2)，否则，执行步骤5)；

所述第一类型为：耦合电感线圈数量不大于3个，且仅耦合系数可变的MCR-WPT系统；

2)建立MCR-WPT系统的模态分析模型，并执行步骤3)；

3)根据所述模态分析模型获取电参数表达式和模态指标表达式，建立所述电参数表达式和模态指标表达式之间的对应关系，并执行步骤4)；

4)根据所述电参数表达式和模态指标表达式之间的对应关系、以及MCR-WPT系统谐振点的期望谐振频率计算出耦合电感线圈之间的互感量；

5)根据MCR-WPT系统谐振点的期望谐振频率和实际谐振频率建立适应度函数，并建立电参数矩阵，执行步骤6)；

6)采用PSO算法对适应度函数和电参数矩阵进行寻优，从而得到满足谐振点配置要求的电参数矩阵的可行解。

2.如权利要求1所述的基于模态分析理论的MCR-WPT系统谐振点配置方法，其特征在于，所述MCR-WPT系统包括发射回路和接收回路，所述发射回路和接收回路之间设置有多个中继回路，所述发射回路、接收回路和中继回路均为LC谐振电路，所述谐振电路均包括串联的耦合电感线圈、调谐电容、电阻和交流电源。

3.如权利要求2所述的基于模态分析理论的MCR-WPT系统谐振点配置方法，其特征在于，所述步骤2)中MCR-WPT系统的模态分析模型为：

其中，S表示系统矩阵，L表示电感矩阵，C表示电容矩阵，R表示电阻矩阵，I_n×n表示单位矩阵，

L_i表示第i个LC谐振电路中的耦合电感线圈的电感值，C_i表示第i个LC谐振电路中电容的电容值，R_i表示第i个LC谐振电路中的电阻值，M_ij表示第i个LC谐振电路和第j个LC谐振电路的耦合电感线圈之间的互感值，i＝[1,2…,n],j＝[1,2…,n]，n为LC谐振电路的数量。

4.如权利要求3所述的基于模态分析理论的MCR-WPT系统谐振点配置方法，其特征在于，所述系统矩阵S具有n对共轭的特征值，定义第n对共轭特征值的实部均为-α_n，模值均为|λ_n|，则虚部分别为±β_n，则所述系统矩阵S的第n对特征值为λ_n＝-α_n+jβ_n，特征值λ_n、的模与第n个谐振点的谐振频率f_n满足：

则系统矩阵S的特征方程转化为以下的所述模态指标表达式F₁(λ)和所述电参数表达式F₂(λ)：

F₁(λ)＝λ²ⁿ+z_2n-1(α_n,λ_n,…，α₁,λ₁)λ^2n-1+z_2n-2(α_n,λ_n,…，α₁,λ₁)λ^2n-2+…+z₀(α_n，λ_n，…，α₁，λ₁)；

F₂(λ)＝λ²ⁿ+g_2n-1(L,C,R)λ^2n-1+g_2n-2(L,C,R)λ^2n-2+…+g₀(L,C,R)＝0

其中，z_2n-t(α_n,λ_n,…，α₁,λ₁)表示模态函数，g_2n-t(L,C,R)均表示电参数函数，t＝[1,2…,2n]；λ表示系统矩阵S的特征方程的变量。