无人机集群无线充电系统研究
发布时间：2021-02-13 02:43
无人机的电能补给和续航问题是限制无人机作业性能的主要因素,无线充电技术由于不需人为干预,可为无人机提供灵活便捷的电能补给,因此无人机无线充电技术具有广阔的应用前景。随着应用领域的不断拓展,单架无人机的任务执行能力有限,已经无法满足一些场景下的需求,而集群式多无人机相互配合,可实现更高的作业目标。而无人机集群式多无人机无线充电系统存在的线圈间耦合、负载变化、谐振参数变化等问题需要解决。本文基于以上研究背景,对无人机集群无线充电系统进行研究。本文首先在分析无人机集群无线充电系统特征的基础上提出了多无人机无线充电系统电路结构,在谐振补偿拓扑结构方面,对不同电路补偿拓扑结构的工作特性进行了分析,重点研究了LCC-S补偿系统的输出功率和效率等特性,并分析了系统传输效率和功率与各影响因素之间的关系,并得到了使系统工作在最大效率工作状态所应满足的系统控制条件,为副边系统控制方法的设计提供了相应指导。为维持系统充电周期内最大效率的控制目标,提出采用基于副边PWM整流的补偿控制方法,对所提出的补偿控制方法的工作原理进行了分析,指出可利用副边PWM整流的两个控制自由度分别实现副边耦合补偿和调节系统最佳负载...
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：73 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
WiBotic公司的无人机无心充电系统
哈尔滨工业大学工程硕士学位论文-3-图1-1WiBotic公司的无人机无心充电系统此后，该公司提出WiBotic自适应无线电能传输解决方案，可实现更大范围和更高效率，在充电时提供最大灵活性，可以在距离1.5倍线圈直径的范围内效率达到80%以上，如图1-2所示。图1-2WiBotic充电板距离特性曲线[11]英国帝国理工学院研究了一款为无人机悬停无线充电的WPT系统，采用E类功率放大器作为13.56MHz的交流电能发生器，配有D类整流器和后级DC/DC变换器作为功率接收环节，可实现10cm距离下功率21W的悬停无线充电[12]。图1-3帝国理工大学悬浮于空中的无人机美国科罗拉多大学的研究人员使用轻型柔性整流天线阵列安装和微控制器驱动的电源管理实现高效的电池充电，选择5.9GHz作为效率和尺寸的折中
哈尔滨工业大学工程硕士学位论文-3-图1-1WiBotic公司的无人机无心充电系统此后，该公司提出WiBotic自适应无线电能传输解决方案，可实现更大范围和更高效率，在充电时提供最大灵活性，可以在距离1.5倍线圈直径的范围内效率达到80%以上，如图1-2所示。图1-2WiBotic充电板距离特性曲线[11]英国帝国理工学院研究了一款为无人机悬停无线充电的WPT系统，采用E类功率放大器作为13.56MHz的交流电能发生器，配有D类整流器和后级DC/DC变换器作为功率接收环节，可实现10cm距离下功率21W的悬停无线充电[12]。图1-3帝国理工大学悬浮于空中的无人机美国科罗拉多大学的研究人员使用轻型柔性整流天线阵列安装和微控制器驱动的电源管理实现高效的电池充电，选择5.9GHz作为效率和尺寸的折中
【参考文献】：
期刊论文
[1]应用于双负载同步供电的双频无线电能传输系统[J]. 梁留欢,刘志珍,范书静,唐国深,侯延进,Naghmash-Ali. 中国电机工程学报. 2020(10)
[2]应用于无人机的无线充电技术研究[J]. 马秀娟,武帅,蔡春伟,秦沐,杨子. 电机与控制学报. 2019(08)
[3]多负载多线圈无线电能传输系统各路输出的恒压特性设计[J]. 卢伟国,陈伟铭,李慧荣. 电工技术学报. 2019(06)
[4]多接收线圈无线电能传输系统的抗干扰控制[J]. 杨金明,官芳,刘鹏航. 电力电子技术. 2019(02)
博士论文
[1]磁谐振式无线电能传输系统电磁环境与生物电磁曝露若干问题研究[D]. 闻枫.东南大学 2017
[2]基于组合式逆变器的无线电能传输系统功率提升技术研究[D]. 李勇.西南交通大学 2017
硕士论文
[1]磁耦合谐振式多频多负载无线电能传输系统的研究[D]. 胡瑶.南昌大学 2018
[2]双负载磁耦合谐振式无线电能传输建模与控制研究[D]. 陈晶晶.江南大学 2018
[3]多线圈多负载WPT系统恒压输出特性研究[D]. 李惠荣.重庆大学 2018
[4]无线电能传输关键问题研究及应用[D]. 马钲.天津理工大学 2017
[5]基于无线电能传输模式的无人机悬停无线充电技术研究[D]. 赵昕.重庆大学 2015
[6]基于电磁场耦合模理论的空间无线能量传输技术研究[D]. 马爽.哈尔滨工业大学 2008
本文编号：3031840
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：73 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
WiBotic公司的无人机无心充电系统
哈尔滨工业大学工程硕士学位论文-3-图1-1WiBotic公司的无人机无心充电系统此后，该公司提出WiBotic自适应无线电能传输解决方案，可实现更大范围和更高效率，在充电时提供最大灵活性，可以在距离1.5倍线圈直径的范围内效率达到80%以上，如图1-2所示。图1-2WiBotic充电板距离特性曲线[11]英国帝国理工学院研究了一款为无人机悬停无线充电的WPT系统，采用E类功率放大器作为13.56MHz的交流电能发生器，配有D类整流器和后级DC/DC变换器作为功率接收环节，可实现10cm距离下功率21W的悬停无线充电[12]。图1-3帝国理工大学悬浮于空中的无人机美国科罗拉多大学的研究人员使用轻型柔性整流天线阵列安装和微控制器驱动的电源管理实现高效的电池充电，选择5.9GHz作为效率和尺寸的折中
哈尔滨工业大学工程硕士学位论文-3-图1-1WiBotic公司的无人机无心充电系统此后，该公司提出WiBotic自适应无线电能传输解决方案，可实现更大范围和更高效率，在充电时提供最大灵活性，可以在距离1.5倍线圈直径的范围内效率达到80%以上，如图1-2所示。图1-2WiBotic充电板距离特性曲线[11]英国帝国理工学院研究了一款为无人机悬停无线充电的WPT系统，采用E类功率放大器作为13.56MHz的交流电能发生器，配有D类整流器和后级DC/DC变换器作为功率接收环节，可实现10cm距离下功率21W的悬停无线充电[12]。图1-3帝国理工大学悬浮于空中的无人机美国科罗拉多大学的研究人员使用轻型柔性整流天线阵列安装和微控制器驱动的电源管理实现高效的电池充电，选择5.9GHz作为效率和尺寸的折中
【参考文献】：
期刊论文
[1]应用于双负载同步供电的双频无线电能传输系统[J]. 梁留欢,刘志珍,范书静,唐国深,侯延进,Naghmash-Ali. 中国电机工程学报. 2020(10)
[2]应用于无人机的无线充电技术研究[J]. 马秀娟,武帅,蔡春伟,秦沐,杨子. 电机与控制学报. 2019(08)
[3]多负载多线圈无线电能传输系统各路输出的恒压特性设计[J]. 卢伟国,陈伟铭,李慧荣. 电工技术学报. 2019(06)
[4]多接收线圈无线电能传输系统的抗干扰控制[J]. 杨金明,官芳,刘鹏航. 电力电子技术. 2019(02)
博士论文
[1]磁谐振式无线电能传输系统电磁环境与生物电磁曝露若干问题研究[D]. 闻枫.东南大学 2017
[2]基于组合式逆变器的无线电能传输系统功率提升技术研究[D]. 李勇.西南交通大学 2017
硕士论文
[1]磁耦合谐振式多频多负载无线电能传输系统的研究[D]. 胡瑶.南昌大学 2018
[2]双负载磁耦合谐振式无线电能传输建模与控制研究[D]. 陈晶晶.江南大学 2018
[3]多线圈多负载WPT系统恒压输出特性研究[D]. 李惠荣.重庆大学 2018
[4]无线电能传输关键问题研究及应用[D]. 马钲.天津理工大学 2017
[5]基于无线电能传输模式的无人机悬停无线充电技术研究[D]. 赵昕.重庆大学 2015
[6]基于电磁场耦合模理论的空间无线能量传输技术研究[D]. 马爽.哈尔滨工业大学 2008
本文编号：3031840
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