[發明專利]基于HYSDEL的雙向ICPT系統混合邏輯動態建模方法

在審

• 申請號: 202210974630.3
• 申請日: 2022-08-15
• 公開（公告）號: CN115438468A
• 公開（公告）日: 2022-12-06
• 發明（設計）人: 李欣;劉穎志;徐積強;李若瓊;翁源;趙天陽;邢樂晟
• 申請（專利權）人: 蘭州交通大學
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06F17/11;G06F17/16;H02J50/12
• 代理公司: 蘭州錦知源專利代理事務所(普通合伙) 62204
• 代理人: 杜文化

本發明公開了基于混雜系統描述語言的雙向ICPT系統混合邏輯動態建模方法，屬于電動汽車無線充電技術領域，包括以下步驟：首先分析雙向ICPT系統的系統特性和運行過程確定功率傳輸模式，并根據系統運行中各開關器件狀態變化確定一個周期內的四種工作模態；選取雙向ICPT系統中的獨立電感電流量和獨立電容電壓量作為連續狀態變量建立離散狀態下四種工作模態的各狀態空間方程；根據HYSDEL定義雙向ICPT系統參數和變量，再基于命題邏輯對各工作模態邊界條件及其邏輯關系等離散事件進行定義，形成.hys文檔；最后輸出雙向ICPT系統的MLD模型。通過將HYSDEL應用在雙向ICPT系統的MLD模型建立上，可以極大的減少繁瑣的計算推導過程，提高MLD模型建立的效率和精確性。

技術領域

本發明涉及電動汽車無線充電領域，特別涉及基于HYSDEL的雙向ICPT系統混合邏輯動態建模方法。

背景技術

在“碳達峰、碳中和”發展背景下，電動汽車的推廣應用為實現“雙碳”目標提供了有力支撐。2020年全球電動汽車銷量約為324萬輛，中國市場約占41.27％。隨著我國電動汽車的快速發展，雙向無線電能傳輸技術成為了解決電動汽車充電限制和實現雙碳目標的有效途徑。

雙向ICPT技術可實現電能“源”“荷”兩端的雙向流動，可應用于電動汽車的無線充電上，促進能源的流動和高效利用。雙向ICPT系統的工作模態隨著開關器件開通和關斷而改變，將系統的連續狀態量的約束看作連續的子系統，系統的不同工作模式和模態看作離散的子系統，連續子系統與離散子系統相互耦合是典型的混雜系統。現有ICPT建模方法多采用等效和線性化處理得到系統的線性時不變模型，忽略了系統本身固有的混雜動力學特征，得到的模型不夠精確。因此提出基于混雜系統描述語言(HYSDEL)的雙向ICPT系統混合邏輯動態(MLD)建模方法，系統模型同時包含系統連續時間變量和離散狀態量，且不需要對系統模型近似處理，采用混雜系統語言編輯工具HYSEDL簡化系統轉換過程中巨大的工作量。相對傳統建模方法能夠更精確描述雙向ICPT系統。

發明內容

本發明的目的就在于為了解決現有ICPT建模技術未考慮系統離散部分和連續部分混雜特征、建模復雜度高、效率低的問題而提供基于HYSDEL的雙向ICPT系統混合邏輯動態建模方法，具有計算推導過程簡單，提高MLD模型建立的效率和精確性的優點。

為實現上述目的，本發明采取的技術方案為：

一種基于HYSDEL的雙向ICPT系統混合邏輯動態建模方法，包括以下步驟：

S1、首先分析雙向ICPT系統的系統特性和運行過程，確定雙向ICPT系統的正向或反向功率傳輸模式，并根據系統運行中各開關器件狀態變化確定系統的四種工作模態；

S2、根據選取雙向ICPT系統中的獨立電感電流量和獨立電容電壓量作為連續狀態變量，建立四種工作模態的狀態空間方程；

S3、根據HYSDEL規定的語法規則，先定義雙向ICPT系統參數和變量，再基于命題邏輯對各工作模態邊界條件及其邏輯關系等離散事件進行定義，形成.hys文檔；

S4、利用HYSDEL編譯器生成雙向ICPT系統的MLD模型。

優選的，所述步驟S2中建立四種工作模態的各狀態空間方程的方法為：

選取雙向ICPT系統中獨立電感的電流量和獨立電容的電壓量作系統連續狀態量為x(t)＝[i_Lf1，i₁，u_Cf1，u_C1，i_Lf2，i₂，u_Cf2，u_C2]^T，系統的輸入量為u(t)＝[mV₁ nV₂]^T，則各狀態空間方程為：