[发明专利]一种无线电能传输系统平面式阵列线圈精准定位方法

权利要求书

1.一种无线电能传输系统平面式阵列线圈精准定位方法，其特征在于，包括：无线电能传输平面式阵列发射线圈及接收线圈耦合机构、发射线圈精度定位方法以及系统所需要的定位精度Δd_m方法；

所述无线电能传输平面式阵列发射线圈及接收线圈耦合机构包括发射线圈，所述发射线圈为堆叠放置，放置位置为发射线圈的交叉耦合系数最小，所述发射线圈的参数包括：电源的频率、幅值、内阻、发射线圈的内阻、互感及补偿电容，且参数均相同；所述接收线圈放置位置为发射线圈的上方；

发射线圈定位点坐标计算模型：

当接收线圈中心点位于O_p点时，此时四个发射线圈电流为I_p＝{I_p1，I_p2，I_p3，I_p4}，当接收线圈中心点位于O_q点时，此时四个发射线圈电流为I_q＝{I_q1，I_q2，I_q3，I_q4}；在聚类中，可以将样本集合看作是向量空间中的点的集合，以该空间的距离表示样本之间的相似度。

2.如权利要求1所述的一种无线电能传输系统平面式阵列线圈精准定位方法，其特征在于，为了描述接收线圈中心点从p点到q点的电流变化，取两个点的电流的欧几里德距离，记δ_p-＞q,其表达式为:当δ_p-＞q＝0时，即必须满足I_p1＝I_q1，I_p2＝I_q2，I_p3＝I_q3，I_p4＝I_q4，说明p点和q点重合；若存在两个或以上的点{q，q₁，...，q_n}，使得δ_p-＞q＝δ_p-＞q1＝···＝δ_p-＞qn时，选择其中定位误差最小的点。

3.如权利要求1所述的一种无线电能传输系统平面式阵列线圈精准定位方法，其特征在于，在定位区域中确定一个参考点，并将该参考点的坐标信息和对应的四个发射线圈电流信息建立到一个数据库中；在实际定位的过程中，将待定位点的四个发射线圈电流信息与参考点进行比较，并根据参考点的坐标信息，计算出待定位点的坐标。

4.如权利要求1所述的一种无线电能传输系统平面式阵列线圈精准定位方法，其特征在于，定位点坐标的具体计算方法为：

不同x坐标值下y轴坐标值与电流值I的变化曲线是不同的，观察到电流I₁、I₂、I₃和I₄随x轴坐标值变化的曲线在不同y轴坐标值时的变化规律，通过MATLAB中的Curve Fitting工具箱对电流I₁、I₂、I₃和I₄与y轴坐标值的曲线进行拟合，得到电流I与y轴的函数关系，再推导出该函数的导数函数，从而近似计算出纵坐标变化引起的电流变化I(y+Δy)，故求得区域A_ij中参考点O_ij到待检测点O_s处纵坐标变化引起的电流变化通过两点电流变化和两点电流欧几里德距离得到参考点O_ij到待检测点O_s处纵坐标变化和横坐标变化

不同区域各发射线圈电流差异较大，为保证较高的定位精度，划分出不同的定位区域，并在每个区域内寻找参考点；所需要的定位精度Δd_m决定了定位区域的个数、定位区域的大小和区域内的定位参考点。

5.如权利要求1所述的一种无线电能传输系统平面式阵列线圈精准定位方法，其特征在于，平面式阵列线圈精准定位方法为：

步骤1、确定系统所需要的定位精度Δd_m，并根据所确定的定位精度初步粗略划分m×n个定位区域，区域A_ij表示划分的区域中第i行第j列的区域；

步骤2、在不同的区域内寻找最佳参考点，区域A_ij中左上角点的坐标为(x_i,y_j)，步长为l，x轴方向长度为l₁，y轴方向长度为l₂，其中l₁和l₂为步长l的倍数，按照步长得到区域内的所有参考点；针对所有的参考点，提出(m+n)个约束条件进行参考点寻优，从而筛选出最佳参考点；

步骤3、通过参考点的寻优过程对定位区域A_ij进行修正，即动态调整l₁和l₂的长度，对约束条件结果可能出现的六种情况进行排列组合，共得到9种区域修正结果；

步骤4、结合步骤3的区域修正结果，返回步骤2对下一区域继续进行参考点寻优，

步骤5、重复步骤2到步骤4的过程，直到得到满足定位精度的所有定位区域及区域内的最佳参考点。