水下电缆巡检机器人无线充电关键技术研究

发布时间：2024-03-31 18:40

　　随着海洋开发的不断推进,海岛供电系统中的海底电缆数量越来越多,采用无线自主式海缆巡检机器人开展海底电缆巡检对保障海岛电网安全可靠供电至关重要。无线充电为自主式海缆巡检机器人的自主充电提供了解决方案,但由于海水介质及海底洋流的影响,巡检机器人耦合机构容易发生偏移进而影响功率传输定性;此外,高盐度的海水使得机器人与充电平台数据交互困难。因此,海底无人值守的充电过程对充电工作的可靠性提出了更高的要求。研究并解决无线自主式海缆巡检机器人充电系统中电能补给与数据共用通道的无线传输、多拾取线圈功率分配及阻抗识别的原边控制方法等关键技术,具有重要的理论意义和应用价值。本文从自主式海缆巡检机器人的无线充电及数据传输问题、多拾取线圈的功率分配问题以及原边参数辨识及原边控制方法三方面入手。首先,在分析机器人与充电平台的交互关系的基础上,提出一种基于磁耦合谐振技术的无线电能与数据传输复合拓扑结构,以保证电能与数据分时传输,实现电能与数据传输过程互不影响,有效提高系统稳定性和可靠性。进一步,提出一种基于效率最优的拾取端功率分配控制策略以降低系统在耦合机构上的功率损耗,实现功率传输容量与效率的优化控制。最后,为...

【文章页数】：123 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

图1.1基于磁共振原理的无线电能传输系统

1绪论3表1.1几种电能传输模式的传输性能Table1.1Normalizedprimarycompensation传输模式传输距离传输功率最大传输效率工作频率磁场模式0.1-2个线圈直径mW-200KW95%左右20kHz-10MHz电场模式1-2mmmW-kW50%左右100....

图1.6华盛顿大学McGimiis等人研制的锚系海洋剖面仪的WPT供电系统

1绪论11图1.6华盛顿大学McGimiis等人研制的锚系海洋剖面仪的WPT供电系统Fig.1.6WPTPowerSupplySystemofSilverOceanProfilerdevelopedbyMcGimiisetal.ofWashingtonUniversity图1.7....

图1.7Pyle等人开发的为UUV水下WPT充电与数据传输的平台Fig.1.7PTheplatformforUUVunderwaterWPTcharginganddatatransmissiondesignedbyPyle

1绪论11图1.6华盛顿大学McGimiis等人研制的锚系海洋剖面仪的WPT供电系统Fig.1.6WPTPowerSupplySystemofSilverOceanProfilerdevelopedbyMcGimiisetal.ofWashingtonUniversity图1.7....

图2.9低速信号传输等效拓扑Fig.2.9Low-speedsignaltransmissionequivalenttopology

2基于共享通道的能量传输与信息交互方法29大量海缆数据，对数据传输的速率要求较高，传统的信号调制方式不能满足高速数据传输的要求，因此考虑采用正交频分复用（OFDM）调制方式来进行高速信号传输的调制。OFDM是一种多种载波调制方式，即使用多个子载波信号的分频复用技术。主要通过串并转....

本文编号：3944347