磁耦合谐振式无线传能系统输出电压GSSA-MPC控制

• 作者: 陈伟华 邢鹏亮 闫孝姮
• 来源期刊: 控制工程
• 学科: 工学
• 关键词: 广义状态空间平均法 磁耦合谐振式 模型预测控制 电压控制 优化求解
• 年，卷（期）: 2022,（1）
• 所属期刊栏目: 工业过程及控制系统
• 页码范围: 114-120
• 页数: 7页
• 分类号: TM133
• 语种: 中文
• DOI: 10.14107/j.cnki.kzgc.20200223

摘要

针对磁耦合谐振式(MCR)无线传能系统中负载变化引起输出电压实时调节的需求,以全桥LCCL系统为研究对象,提出了一种基于状态方程的模型预测控制器(GGSA-MPC).通过广义状态空间平均法(GSSA)对全桥LCCL系统建立等效电路方程并将原副边电压电流进行傅里叶变换,建立了 MCR系统的动态状态空间模型;为了加快求解速度,将控制器中的最优化问题转化为求解极小值的二次规划问题,利用有效集法求解有约束问题的二次规划.通过搭建仿真电路,在80 kHz频率下将负载值从50Ω变为25Ω,将GSSA-MPC控制器与经典PID控制器进行对比,仿真结果表明模型预测控制输出更为平滑、鲁棒性更好、调节时间比PID控制缩减0.5 ms,控制精度提高0.4％,GSSA-MPC为磁耦合谐振式系统输出电压的调节提供了一种有效的方法.