无线传输系统接收端状态检测方法、系统和电子设备.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN116008667A(43)申请公布日2023.04.25(21)申请号202211534794.0(22)申请日2022.12.02(71)申请人烟台哈尔滨工程大学研究院地址265503山东省烟台市经济技术开发区青岛大街1号(72)发明人郭栋李聃尹赫兰海程鹏(74)专利代理机构青岛清泰联信知识产权代理有限公司37256专利代理师杨烨(51)Int.Cl.G01R27/26(2006.01)G01R29/08(2006.01)G01R25/00(2006.01)H02J50/12(2016.01)G06F17/10(2006.01)权利要求书2页说明书10页附图3页(54)发明名称无线传输系统接收端状态检测方法、系统和电子设备(57)摘要本申请涉及一种无线传输系统接收端状态检测方法、系统和电子设备，其中，该无线传输系统接收端状态检测方法包括：系统模型建立步骤，构建无线传输系统的等效电路后，建立发射端谐振电流的计算值i0c与接收端负载、接收线圈与发射线圈的互感之间的孪生数字模型；检测模型建立步骤，基于采集得到的无线传输系统发射端谐振电流的相位、幅值及发射端谐振电流的计算值的相位、幅值构建代价函数；寻优估计检测步骤，基于粒子群优化算法对代价函数进行迭代后，基于迭代结果计算得到接收端负载估计值及接收线圈与发射线圈的互感估计值，以检测接收端状态。通过本申请实现无需辅助电路及繁琐的数据采集过程，即可对接收端负载进行检测。CN116008667ACN116008667A权利要求书1/2页1.一种无线传输系统接收端状态检测方法，所述无线传输系统的发射端包括依次串接的输入电源、发射端谐振电容、发射线圈及其寄生电阻，接收端包括依次串接的接收线圈及其寄生电阻、接收端谐振电容、接收端负载，所述接收线圈电磁耦合所述发射线圈，其特征在于，包括：系统模型建立步骤，构建所述无线传输系统的等效电路后，建立发射端谐振电流的计算值i0c与接收端负载RL、接收线圈与发射线圈的互感M之间的孪生数字模型；检测模型建立步骤，基于采集得到的所述无线传输系统发射端谐振电流i0的相位θ、幅值I0及所述发射端谐振电流的计算值i0c的相位θc、幅值I0c构建代价函数；寻优估计检测步骤，基于粒子群优化算法以求得代价函数最小值为目标，对所述代价函数进行迭代后，基于迭代结果估计得到接收端负载估计值Rest及接收线圈与发射线圈的互感估计值Mest，以检测所述接收端状态。2.根据权利要求1所述的无线传输系统接收端状态检测方法，其特征在于，所述代价函数基于如下计算模型计算得到：Er＝abs(θc－θ)+abs(I0c－I0)。3.根据权利要求1所述的无线传输系统接收端状态检测方法，其特征在于，所述接收端还包括串接的整流电路，所述整流电路电性连接所述接收端谐振电容，所述方法还包括：最优接收端负载矫正步骤，基于所述接收端负载估计值Rest及互感估计值Mest计算发射端谐振电流的估计值i0est、其相位I0est和幅值的估计值θest及接收端电流幅值的估计值I1est后，基于所述估计值I1est计算整流电路中二极管产生的等效电阻Rd的估计功率Pdiode及所述接收端负载RL的估计功率Poest，进而求解得到矫正后的接收端负载Rc，其中，所述负载估计值Rest包括接收端负载RL及所述等效电阻Rd。4.根据权利要求3所述的无线传输系统接收端状态检测方法，其特征在于，所述矫正后的接收端负载Rc基于如下计算模型计算得到：其中，5.根据权利要求2所述的无线传输系统接收端状态检测方法，其特征在于，所述孪生数字模型的发射端谐振电流i0c基于如下计算模型计算得到：其中，Vfa为输入电源vfa的幅值，Zeq为所述等效电路中接收端在发射端的等效阻抗，ω＝2πf，f为工作频率，L0为发射线圈自感，C0为发射端谐振电容，R0为L0的寄生电阻。6.根据权利要求5所述的无线传输系统接收端状态检测方法，其特征在于，所述等效阻抗Zeq基于如下计算模型计算得到：2CN116008667A权利要求书2/2页其中，L1为接收线圈自感，C1为接收端谐振电容，R1为L1的寄生电阻，k为L0和L1的耦合系数。7.根据权利要求6所述的无线传输系统接收端状态检测方法，其特征在于，所述寻优估计检测步骤进一步包括：种群初始化步骤，设定所述互感M与所述接收端负载RL的数值范围及该数值范围内N个互感M与所述接收端负载RL构成的个体的初始坐标，并基于N个所述初始坐标计算对应的N组发射端电流i0c、N个对应的函数值Eri；循环迭代更新步骤，将单次迭代得到的所述代价函数值Eri的最小值Erm与历史最优值Erbest比较，更新互感的历史最优值Mbest及接收端负载的历史最优值RLbest后进行循环