[发明专利]一种大功率无线电能传输系统的非线性分析控制方法

权利要求书

1.一种大功率无线电能传输系统的非线性分析控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)建立无线电能传输系统模型以及无线电能传输系统的非线性电感的数学模型，然后将非线性电感建立的数学模型代入无线电能传输系统模型的回路方程，得到系统的状态方程；

2)对无线电能传输系统进行非线性分析，当判断出系统出现非线性现象时，执行步骤3)；

3)构建自适应控制器，在得到的系统状态方程内添加该自适应控制器，它根据函数中的平衡点，用一个负反馈增益的环节来维持系统稳定在平衡点周围，使系统状态变量由不规则振荡变为周期振荡。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：根据拉塞尔不变集定理来构建自适应控制器。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于：步骤1)得到的系统状态方程为i＝1,2,3,...n，n为状态变量的个数，步骤3)中在得到的系统状态方程内添加自适应反馈控制律u_j，即在系统的状态方程的至少一个等式右边添加控制律u_j，使系统状态方程变为：i＝1,2,3,...n，n为状态变量的个数，j＝1,2,...,m，m是添加的控制项的数目，对非线性系统设计的自适应控制器如下：其中：u_j是自适应控制律，γ_j是自适应律，ε_j是可变的反馈控制强度，ρ_j表示x_i对应的稳定点。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：构建一个实现自动预测与稳定固定点功能的公式：其中：ρ_j∈Rⁿ，x_i是系统的状态变量，ρ_j是构建的符合李雅普诺夫稳定性的稳定点，λ_j是参数(常数)，当x_i无限接近于稳态值x₀时，ρ_j也接近于该值。

5.根据权利要求1或3所述的方法，其特征在于：根据无线电能传输系统模型的回路方程，以及无线电能传输系统的发射端、接收端电路中谐振电容两端电压与电流的关系，采用状态空间法进行建模，取U_Cs∈R、U_Cd∈R、i_s∈R、i_d∈R四个为状态变量，得到系统的状态方程如下：

令其中，R_s＝R_p+R₀，R_d＝R_q+R_w，U_s为电源电压，i_s是发射端电路的电流，i_d是接收端电路的电流，U_Cs是发射端电路中谐振电容两端电压，U_Cd是接收端电路中谐振电容的电压，L_s是接收端电流为i_s时接收线圈的电感，L_d是接收端电流为i_d时接收线圈的电感，发射线圈与接收线圈的互感C_S是串接在线圈上的谐振电容，C_d是串接在接收线圈的谐振电容，x_i是系统的状态变量。