發(fā)布時間：2021-02-13 02:43

　　無人機的電能補給和續(xù)航問題是限制無人機作業(yè)性能的主要因素,無線充電技術由于不需人為干預,可為無人機提供靈活便捷的電能補給,因此無人機無線充電技術具有廣闊的應用前景。隨著應用領域的不斷拓展,單架無人機的任務執(zhí)行能力有限,已經無法滿足一些場景下的需求,而集群式多無人機相互配合,可實現(xiàn)更高的作業(yè)目標。而無人機集群式多無人機無線充電系統(tǒng)存在的線圈間耦合、負載變化、諧振參數(shù)變化等問題需要解決。本文基于以上研究背景,對無人機集群無線充電系統(tǒng)進行研究。本文首先在分析無人機集群無線充電系統(tǒng)特征的基礎上提出了多無人機無線充電系統(tǒng)電路結構,在諧振補償拓撲結構方面,對不同電路補償拓撲結構的工作特性進行了分析,重點研究了LCC-S補償系統(tǒng)的輸出功率和效率等特性,并分析了系統(tǒng)傳輸效率和功率與各影響因素之間的關系,并得到了使系統(tǒng)工作在最大效率工作狀態(tài)所應滿足的系統(tǒng)控制條件,為副邊系統(tǒng)控制方法的設計提供了相應指導。為維持系統(tǒng)充電周期內最大效率的控制目標,提出采用基于副邊PWM整流的補償控制方法,對所提出的補償控制方法的工作原理進行了分析,指出可利用副邊PWM整流的兩個控制自由度分別實現(xiàn)副邊耦合補償和調節(jié)系統(tǒng)最佳負載... 

【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學黑龍江省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：73 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

WiBotic公司的無人機無心充電系統(tǒng)

哈爾濱工業(yè)大學工程碩士學位論文-3-圖1-1WiBotic公司的無人機無心充電系統(tǒng)此后，該公司提出WiBotic自適應無線電能傳輸解決方案，可實現(xiàn)更大范圍和更高效率，在充電時提供最大靈活性，可以在距離1.5倍線圈直徑的范圍內效率達到80%以上，如圖1-2所示。圖1-2WiBotic充電板距離特性曲線[11]英國帝國理工學院研究了一款為無人機懸停無線充電的WPT系統(tǒng)，采用E類功率放大器作為13.56MHz的交流電能發(fā)生器，配有D類整流器和后級DC/DC變換器作為功率接收環(huán)節(jié)，可實現(xiàn)10cm距離下功率21W的懸停無線充電[12]。圖1-3帝國理工大學懸浮于空中的無人機美國科羅拉多大學的研究人員使用輕型柔性整流天線陣列安裝和微控制器驅動的電源管理實現(xiàn)高效的電池充電，選擇5.9GHz作為效率和尺寸的折中

哈爾濱工業(yè)大學工程碩士學位論文-3-圖1-1WiBotic公司的無人機無心充電系統(tǒng)此后，該公司提出WiBotic自適應無線電能傳輸解決方案，可實現(xiàn)更大范圍和更高效率，在充電時提供最大靈活性，可以在距離1.5倍線圈直徑的范圍內效率達到80%以上，如圖1-2所示。圖1-2WiBotic充電板距離特性曲線[11]英國帝國理工學院研究了一款為無人機懸停無線充電的WPT系統(tǒng)，采用E類功率放大器作為13.56MHz的交流電能發(fā)生器，配有D類整流器和后級DC/DC變換器作為功率接收環(huán)節(jié)，可實現(xiàn)10cm距離下功率21W的懸停無線充電[12]。圖1-3帝國理工大學懸浮于空中的無人機美國科羅拉多大學的研究人員使用輕型柔性整流天線陣列安裝和微控制器驅動的電源管理實現(xiàn)高效的電池充電，選擇5.9GHz作為效率和尺寸的折中

【參考文獻】：
期刊論文
[1]應用于雙負載同步供電的雙頻無線電能傳輸系統(tǒng)[J]. 梁留歡,劉志珍,范書靜,唐國深,侯延進,Naghmash-Ali.  中國電機工程學報. 2020(10)
[2]應用于無人機的無線充電技術研究[J]. 馬秀娟,武帥,蔡春偉,秦沐,楊子.  電機與控制學報. 2019(08)
[3]多負載多線圈無線電能傳輸系統(tǒng)各路輸出的恒壓特性設計[J]. 盧偉國,陳偉銘,李慧榮.  電工技術學報. 2019(06)
[4]多接收線圈無線電能傳輸系統(tǒng)的抗干擾控制[J]. 楊金明,官芳,劉鵬航.  電力電子技術. 2019(02)

博士論文
[1]磁諧振式無線電能傳輸系統(tǒng)電磁環(huán)境與生物電磁曝露若干問題研究[D]. 聞楓.東南大學 2017
[2]基于組合式逆變器的無線電能傳輸系統(tǒng)功率提升技術研究[D]. 李勇.西南交通大學 2017

碩士論文
[1]磁耦合諧振式多頻多負載無線電能傳輸系統(tǒng)的研究[D]. 胡瑤.南昌大學 2018
[2]雙負載磁耦合諧振式無線電能傳輸建模與控制研究[D]. 陳晶晶.江南大學 2018
[3]多線圈多負載WPT系統(tǒng)恒壓輸出特性研究[D]. 李惠榮.重慶大學 2018
[4]無線電能傳輸關鍵問題研究及應用[D]. 馬鉦.天津理工大學 2017
[5]基于無線電能傳輸模式的無人機懸停無線充電技術研究[D]. 趙昕.重慶大學 2015
[6]基于電磁場耦合模理論的空間無線能量傳輸技術研究[D]. 馬爽.哈爾濱工業(yè)大學 2008



本文編號：3031840