[發(fā)明專利]一種用于全方向無(wú)線輸電系統(tǒng)的負(fù)載線圈位置檢測(cè)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110344895.0
• 申請(qǐng)日: 2021-03-30
• 公開（公告）號(hào): CN112968535B
• 公開（公告）日: 2023-05-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 孫向東;張昭陽(yáng);任碧瑩;王之軒;陳澤馳
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西安理工大學(xué)
• 主分類號(hào): H02J50/90
• 分類號(hào): H02J50/90
• 代理公司: 北京國(guó)昊天誠(chéng)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11315
• 代理人: 楊洲

1.一種用于全方向無(wú)線輸電系統(tǒng)的負(fù)載線圈位置檢測(cè)方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1：設(shè)定初始參數(shù)

建立全方向無(wú)線輸電系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型,設(shè)定θ和為三維平面上合成電流矢量的物理角度，根據(jù)采樣的直流電壓和直流電流獲得初始狀態(tài)的輸入功率P_in(0,0)，進(jìn)入步驟S2；其中，θ為電流矢量與Z軸的正向夾角，為電流矢量在XOY平面的投影與X軸正向的夾角；

S2：計(jì)算初始狀態(tài)信息

基于Barzilai-Borwein方法的梯度下降法計(jì)算出初始狀態(tài)的信息；

S201：計(jì)算初始狀態(tài)目標(biāo)函數(shù)關(guān)于的偏導(dǎo)數(shù)；

根據(jù)式(20)計(jì)算出當(dāng)前時(shí)刻三相發(fā)射線圈電流的給定值，并執(zhí)行電流控制，待電流穩(wěn)定后，根據(jù)采樣的直流電壓和直流電流獲得初始狀態(tài)的輸入功率P_in(△θ,0)，并將P_in(△θ,0)賦給F(△θ,0)；

式中，所述△θ為梯度下降法中θ的步長(zhǎng)；

由式(21)可計(jì)算得到初始狀態(tài)目標(biāo)函數(shù)關(guān)于θ的偏導(dǎo)數(shù)并將其賦給所述I表示的是合成電流矢量的幅值，所述I₁表示的是流入發(fā)射線圈1的電流有效值，其作用在三維坐標(biāo)的Z軸上，所述I₂表示的是流入發(fā)射線圈2的電流有效值，其作用在三維坐標(biāo)的Y軸上，所述I₃表示的是流入發(fā)射線圈3的電流有效值，其作用在三維坐標(biāo)的X軸上；

S202：計(jì)算初始狀態(tài)目標(biāo)函數(shù)關(guān)于的偏導(dǎo)數(shù)；

根據(jù)式(22)計(jì)算出當(dāng)前時(shí)刻三相發(fā)射線圈電流的給定值，并執(zhí)行電流控制；待電流穩(wěn)定后，根據(jù)采樣的直流電壓和直流電流獲得初始狀態(tài)的輸入功率并將賦給

式中，所述為梯度下降法中的步長(zhǎng)；

由式(23)可計(jì)算得到初始狀態(tài)目標(biāo)函數(shù)關(guān)于的偏導(dǎo)數(shù)并將其賦給

S203：計(jì)算下一時(shí)刻的輸入功率

根據(jù)式(24)計(jì)算出下一時(shí)刻各相發(fā)射線圈電流的給定值，并執(zhí)行電流控制；待電流穩(wěn)定后，根據(jù)采樣的直流電壓和直流電流獲得下一時(shí)刻的輸入功率并將賦給

再根據(jù)式(25)保存當(dāng)前時(shí)刻信息，式中α取值0.5，并將當(dāng)前時(shí)刻的θ(k)和賦值給θ和進(jìn)入步驟S3；

S3：計(jì)算k時(shí)刻目標(biāo)函數(shù)關(guān)于的θ偏導(dǎo)數(shù)；

計(jì)算出當(dāng)前時(shí)刻各相發(fā)射線圈電流的給定值，并執(zhí)行電流控制，待電流穩(wěn)定后，根據(jù)采樣的直流電壓和直流電流獲得k時(shí)刻的輸入功率再計(jì)算出k時(shí)刻目標(biāo)函數(shù)關(guān)于θ的偏導(dǎo)數(shù)

根據(jù)式(26)計(jì)算出當(dāng)前時(shí)刻各相發(fā)射線圈電流的給定值，并執(zhí)行電流控制，待電流穩(wěn)定后，根據(jù)采樣的直流電壓和直流電流獲得k時(shí)刻的輸入功率

由式(27)計(jì)算出k時(shí)刻目標(biāo)函數(shù)關(guān)于θ的偏導(dǎo)數(shù)并將其賦給進(jìn)入步驟S4；

S4：計(jì)算k時(shí)刻目標(biāo)函數(shù)關(guān)于的偏導(dǎo)數(shù)；

計(jì)算出當(dāng)前時(shí)刻各相發(fā)射線圈電流的給定值，并執(zhí)行電流控制；待電流穩(wěn)定后，根據(jù)采樣的直流電壓和直流電流獲得k時(shí)刻的輸入功率再計(jì)算出k時(shí)刻目標(biāo)函數(shù)關(guān)于的偏導(dǎo)數(shù)

根據(jù)式(28)計(jì)算出當(dāng)前時(shí)刻各相發(fā)射線圈電流的給定值，并執(zhí)行電流控制；待電流穩(wěn)定后，根據(jù)采樣的直流電壓和直流電流獲得k時(shí)刻的輸入功率并將賦給

由式(29)計(jì)算出k時(shí)刻目標(biāo)函數(shù)關(guān)于的偏導(dǎo)數(shù)

S5：基于k時(shí)刻目標(biāo)函數(shù)關(guān)于的θ偏導(dǎo)數(shù)和偏導(dǎo)數(shù)，計(jì)算最優(yōu)步長(zhǎng)α；

根據(jù)Barzilai-Borwein方法定義s_k、z_k：

其中，s_k表示為k時(shí)刻和k-1時(shí)刻搜索點(diǎn)的向量差；z_k表示為k時(shí)刻和k-1時(shí)刻搜索點(diǎn)向量的梯度差；x_k表示為k時(shí)刻搜索點(diǎn)的向量；x_k-1表示為k-1時(shí)刻搜索點(diǎn)的向量；表示為k時(shí)刻搜索點(diǎn)向量的梯度；表示為k-1時(shí)刻搜索點(diǎn)向量的梯度；

由式(31)計(jì)算得到最優(yōu)步長(zhǎng)α，并進(jìn)入步驟S6；

S6：根據(jù)計(jì)算所得的最優(yōu)步長(zhǎng)α，得到k+1時(shí)刻的θ(k+1)和

根據(jù)計(jì)算所得最優(yōu)步長(zhǎng)α，由式(32)可計(jì)算得到k+1時(shí)刻θ(k+1)和并進(jìn)入步驟S7；

S7：將k+1時(shí)刻的θ(k+1)和賦值給θ和計(jì)算出當(dāng)前各發(fā)射線圈的電流值，待電流穩(wěn)定后，根據(jù)采樣的直流電壓和直流電流獲得k+1時(shí)刻的輸入功率并將賦給

S8：保存k時(shí)刻的信息，基于Barzilai-Borwein方法梯度下降法的一次迭代完成，迭代次數(shù)N加1，進(jìn)入步驟9；

根據(jù)式(33)保存k時(shí)刻的信息，基于Barzilai-Borwein方法的梯度下降法的一次迭代完成，迭代次數(shù)N加1，進(jìn)入步驟S9；

S9：若達(dá)到最大迭代次數(shù)或者兩次迭代計(jì)算的目標(biāo)函數(shù)值滿足設(shè)定誤差要求，則迭代結(jié)束，輸出當(dāng)前時(shí)刻的θ(k)和即為負(fù)載線圈的實(shí)際物理位置；若都不滿足設(shè)定誤差要求，將當(dāng)前時(shí)刻的θ(k)和賦值給θ和返回步驟S3。