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(shù)由于不需人為干預(yù),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(shù)具有廣闊的應(yīng)用前景。隨著應(yīng)用領(lǐng)域的不斷拓展,單架無人機的任務(wù)執(zhí)行能力有限,已經(jīng)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(biāo)。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(fù)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(chǔ)上提出了多無人機無線充電系統(tǒng)電路結(jié)構(gòu),在諧振補償拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)方面,對不同電路補償拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)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(guān)系,并得到了使系統(tǒng)工作在最大效率工作狀態(tài)所應(yīng)滿足的系統(tǒng)控制條件,為副邊系統(tǒng)控制方法的設(shè)計提供了相應(yīng)指導(dǎo)。為維持系統(tǒng)充電周期內(nèi)最大效率的控制目標(biāo),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(diào)節(jié)系統(tǒng)最佳負(fù)載... 

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

【文章頁數(shù)】：73 頁

【學(xué)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(xué)工程碩士學(xué)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(yīng)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(nèi)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(xué)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(xué)懸浮于空中的無人機美國科羅拉多大學(xué)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(qū)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(xué)工程碩士學(xué)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(yīng)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(nèi)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(xué)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(xué)懸浮于空中的無人機美國科羅拉多大學(xué)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(qū)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(yīng)用于雙負(fù)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(xué)報. 2020(10)
[2]應(yīng)用于無人機的無線充電技術(shù)研究[J]. 馬秀娟,武帥,蔡春偉,秦沐,楊子.  電機與控制學(xué)報. 2019(08)
[3]多負(fù)載多線圈無線電能傳輸系統(tǒng)各路輸出的恒壓特性設(shè)計[J]. 盧偉國,陳偉銘,李慧榮.  電工技術(shù)學(xué)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(shù). 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(xué) 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(shù)研究[D]. 李勇.西南交通大學(xué) 2017

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



本文編號：3031840