[发明专利]一种半桥逆变型磁共振式无线充电系统建模和控制方法

摘要

本发明公开了一种半桥逆变型磁共振式无线充电系统建模和控制方法，该建模和控制方法的实现包括以下步骤：S1、设计基于半桥逆变谐振拓扑的功率主电路；S2、对半桥逆变谐振电路进行输出等效建模；S3、对磁共振式无线充电系统进行广义状态空间平均法数学建模；S4、设计了基于BP神经网络自整定参数的电流PID闭环控制器。本发明通过对半桥型磁共振式无线充电系统进行广义状态空间平均法数学建模，以解决磁共振式无线充电系统工作状态模糊、控制设计困难的问题；基于BP神经网络设计了自整定参数的电流PID闭环控制器，以提高恒流输出的稳态性能，降低响应时间和响应超调，从而降低了相关硬件电路的设计要求。

主权项

1.一种半桥逆变型磁共振式无线充电系统建模和控制方法，其特征在于，所述建模和控制包括以下步骤：步骤S1、设计基于半桥逆变谐振拓扑的磁共振式无线充电系统的功率主电路，用于实现磁耦合谐振式无线电能传输功能；所述磁共振式无线充电系统的基本工作原理是：输入的直流电通过半桥电路逆变成高频交流电，激励发射端线圈与电容发生谐振产生交变近磁场，通过电磁耦合谐振，接收端线圈与电容将磁能转换为电能输出到后级负载，从而完成能量交换；步骤S2、对半桥逆变谐振电路进行输出等效建模，以简化磁共振式无线充电系统输入级电路；步骤S3、对磁共振式无线充电系统进行广义状态空间平均法数学建模，得到GSSA模型，用于对磁共振式无线充电系统进行暂态和稳态分析和实现电流闭环控制，GSSA模型包括GSSA大信号模型和GSSA小信号模型；步骤S4、根据得到的GSSA模型设计基于BP神经网络自整定参数的电流PID闭环控制器，实现磁共振式无线充电系统电流的稳定输出和动态响应。