基于三分胞映射的无线电能传输系统全局特性分析.pdf

重庆大学硕士学位论文 中文摘要 摘 要 无线电能传输（Wireless Power Transfer, WPT ）技术以其便捷、灵活、安全等 优势越来越受到社会各界的关注，科学技术的飞速发展为WPT 技术提供新机遇的 同时也带来新的挑战。软开关技术作为提高系统传输性能的有效手段被广泛应用 于WPT 系统中，同时软开关技术的引入使得系统可能出现多谐振现象，使系统呈 现复杂的动态特性，反而导致传输功率不稳定、传输效率下降等问题，对系统参 数设计和控制优化带来不利影响。现有的研究成果着重于WPT 系统的谐振点以及 参数变化对谐振点的影响，对谐振点所对应的吸引域等全局特性分析较少。 本文针对WPT 系统的全局特性分析问题，基于胞映射理论提出一种三分胞映 射法。该方法在每次迭代中对各状态变量进行三等分，通过对吸引子和吸引域边 界所在空间进行逐级细分，降低胞映射在WPT 系统全局特性分析中的计算量，同 时提高结果精度。本文应用改进的胞映射法对WPT 系统进行全局分析，全面、详 尽、直观地展现WPT 系统的复杂特性，为WPT 系统的研究和设计提供一定参考。 首先，对胞映射基本思想、基本概念以及算法实现进行详细地阐述，给出算法 流程图，针对胞映射在 WPT 系统全局特性分析中的不足，提出了三分胞映射法， 依次对基本思想以及程序实现进行详细阐述，给出主函数以及关键子函数的算法 流程图。并以典型的Duffing 系统为算例，验证胞映射的有效性和存在的劣势。 其次，以Duffing 系统为算例，分别应用胞映射和三分胞映射对其全局特性进 行分析，对比验证三分胞映射法的有效性。 然后，以三阶 LCL 型逆变电路为研究对象，建立状态空间模型，分析可能出 现的吸引子类型，并针对性地给出不同的处理方案。应用三分胞映射法求解得到 LCL 电路的两个平衡点和一个极限环，并清晰地呈现出吸引子和吸引域的空间位 置。MATLAB/Simulink 仿真结果验证吸引子和吸引域的正确性，进一步验证三分 胞映射法的有效性。 最后，以PP 型WPT 系统为研究对象，应用三分胞映射法求得系统存在两个 谐振点，并得到系统在给定Poincare 截面上的吸引域分布。MATLAB/Simulink 仿 真结果验证方法所得结果的正确性以及三分胞映射法在PP 型WPT 系统全局特性 分析中的有效性。 关键词：WPT 系统；三分法；胞映射；全局特性；吸引域 I 重庆大学硕士学位论文 英文摘要 Abstract Wireless Power Transfer (WPT) technology receives increasingly attention by the community because of its convenience, flexibility, security and other advantages. The rapid development of science and technology has brought the WPT technology new opportunities and challenges. Soft-switching, as an effective way to improve the transmission performance, is widely applied to the WPT system . At the same time, the existence of multiple soft-switching phenomenon makes the behavior of the WPT system complex and affects transmissi