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第1章 绪论 1

1.1 无线电能传输的发展进程 1

1.2 无线电能传输系统的分类 2

1.2.1 利用电磁能进行能量传递 2

1.2.2 利用机械能进行能量传递 4

1.3 无线电能传输技术的研究现状 4

1.3.1 国外研究现状 4

1.3.2 国内研究现状 6

1.4 无线电能传输技术的应用 7

1.4.1 电动交通工具领域 8

1.4.2 家电及消费电子领域 9

1.4.3 生物医药领域 10

1.4.4 厂矿移动吊装领域 11

1.4.5 特殊应用领域 12

1.5 本章小结 13

参考文献 14

第2章 无线电能传输系统基本结构及工作原理 16

2.1 无线电能传输系统基本结构 16

2.2 无线电能传输系统的工作原理 19

2.3 本章小结 21

参考文献 21

第3章 无线电能传输系统基本电能变换拓扑 22

3.1 原边高频电能变换拓扑 22

3.2 原、副边谐振电路拓扑 26

3.2.1 基本无功补偿拓扑 27

3.2.2 混合型拓扑 31

3.3 副边输出调节电路拓扑 32

3.3.1 WPT系统常见的副边输出调节电路拓扑 32

3.3.2 WPT系统常见的副边输出调节电路拓扑对比 40

3.4 本章小结 40

参考文献 41

第4章 无线电能传输系统磁耦合机构 43

4.1 磁耦合机构的分类及特点 43

4.1.1 静止式无线电能传输电磁机构 43

4.1.2 滑动式无线电能传输电磁机构 44

4.1.3 旋转式无线电能传输电磁机构 44

4.2 磁耦合机构的建模 45

4.2.1 磁耦合机构的磁路模型 45

4.2.2 磁耦合机构的交流阻抗模型 48

4.2.3 磁耦合机构的耦合模模型 50

4.3 磁耦合机构的结构及磁场分布分析 51

4.3.1 电磁耦合机构结构特性分析 52

4.3.2 电磁耦合机构的磁场分布分析 55

4.4 磁耦合机构的设计及优化方法 59

4.4.1 磁耦合机构的设计 59

4.4.2 磁耦合机构参数优化方法 62

4.5 本章小结 63

参考文献 63

第5章 无线电能传输系统建模方法 65

5.1 阻抗分析建模方法 65

5.2 广义状态空间平均建模方法 66

5.3 扩展描述函数法 67

5.4 离散映射建模方法 68

5.4.1 精细时域离散映射建模方法 70

5.4.2 加入修正映射的改进型精细离散映射建模方法 74

5.4.3 软开关电路广义离散映射建模理论 78

5.5 本章小结 80

参考文献 80

第6章 无线电能传输系统非线性行为分析方法 82

6.1 LCL型IPT系统及其基本原理 82

6.2 系统频闪映射建模及软开关工作点的确定 85

6.3 系统软开关工作点确定及特性分析实例 86

6.3.1 ZCS软开关工作点 87

6.3.2 系统稳态波形 89

6.4 软开关周期参数影响分析 90

6.5 多谐振点及其稳定性分析 91

6.5.1 推拉式IPT系统的工作原理 92

6.5.2 全系统建模 92

6.5.3 多谐振点分析 95

6.6 本章小结 100

参考文献 100

第7章 IPT系统的鲁棒综合优化控制 102

7.1 IPT系统的鲁棒性及其研究现状 102

7.2 μ综合与D-K迭代 105

7.2.1 结构奇异值定义 105

7.2.2 μ综合问题 108

7.2.3 D-K迭代算法 109

7.3 用μ进行鲁棒性检验 113

7.3.1 μ综合控制系统的标称性能分析 113

7.3.2 μ综合控制系统的鲁棒稳定性分析 114

7.3.3 μ综合控制系统的鲁棒性能分析 116

7.3.4 闭环摄动系统的鲁棒性分析 118

7.4 基于分析的电路参数鲁棒优化研究 120

7.5 本章小结 124

参考文献 124

第8章 谐振参数设计及鲁棒综合优化控制 126

8.1 IPT系统电路谐振参数设计 126

8.1.1 谐振参数设计原则 126

8.1.2 IPT系统的多目标优化设计问题 126

8.1.3 副边谐振参数设计 128

8.1.4 原边谐振参数设计 129

8.1.5 IPT系统四种基本谐振结构参数设计小结 131

8.2 IPT系统电路谐振参数设计的求解算法 131

8.2.1 多目标遗传优化算法 131

8.2.2 群体初始化 133

8.2.3 指标计算部分 133

8.2.4 限制性非支配排序 134

8.2.5 拥挤度距离 134

8.2.6 拥挤度锦标赛选择 135

8.2.7 遗传算子 135

8.2.8 重组与精英选择 136

8.3 IPT系统的最优谐振拓扑的多目标鲁棒遗传优化 136

8.3.1 IPT系统鲁棒优化设计思路 136

8.3.2 IPT系统在参数不确定下的鲁棒性 136

8.3.3 IPT系统频率鲁棒无分叉性 137

8.3.4 不确定条件下IPT系统多目标鲁棒优化问题 137

8.3.5 不确定条件下多目标遗传鲁棒优化算法 139

8.3.6 IPT系统的最优谐振结构选择 140

8.3.7 IPT系统的多目标分层综合式优化设计方法 140

8.3.8 实际IPT系统的最优谐振拓扑结构鲁棒优化设计 141

8.3.9 灵敏性分析 143

8.4 数值仿真与实验 144

8.4.1 数值仿真研究 145

8.4.2 实验验证 147

8.4.3 实验数据分析 150

8.5 本章总结 151

参考文献 151