[发明专利]一种磁耦合共振阻抗匹配参数提取方法及系统

权利要求书

1.一种磁耦合共振阻抗匹配参数提取方法，适用于磁耦合共振无线电传输系统，其特征在于，所述方法包括：

构建阻抗匹配电路模型；

根据所述阻抗匹配电路模型，建立系统传输效能评估函数；

根据所述系统传输效能评估函数，确定匹配阻抗参数；

根据所述匹配阻抗参数，采用粒子群算法进行阻抗匹配，提取优化的匹配阻抗参数。

2.根据权利要求1所述一种磁耦合共振阻抗匹配参数提取方法，其特征在于，根据系统的传输函数和效率函数建立系统传输效能评估函数，如下式所示：

其中，m和n为可调节的权重因子，η(Z_L,D)为效率函数，为传输函数，Z_L为负载阻抗，D为磁耦合共振无线电能传输距离，L₁和L₂分别是发射端和接收端阻抗中的谐振电感，C₁和C₂分别是发射端和接收端阻抗中的谐振电容。

3.根据权利要求1所述一种磁耦合共振阻抗匹配参数提取方法，其特征在于，所述阻抗匹配电路模型包括发射端和接收端；所述发射端包括激励源，所述激励源通过输出电阻与串联臂调节电路连接，通过发射端阻抗中的电阻与并联臂调节电路连接；所述串联臂调节电路和并联臂调节电路并联连接；所述接收端包括串联连接的谐振电感、谐振电容、负载阻抗和接收端回路阻抗。

4.根据权利要求3所述一种磁耦合共振阻抗匹配参数提取方法，其特征在于，所述串联臂调节电路由若干电感电容串联支路组成，每一所述串联支路均对应配置有开关；所述并联臂调节电路由若干电感电容并联支路组成，每一所述并联支路均对应配置有开关。

5.根据权利要求4所述一种磁耦合共振阻抗匹配参数提取方法，其特征在于，构建二维粒子来表示当前阻抗匹配网络的状态，其中，C_si和C_pi分别代表串联臂调节电路和并联臂调节电路的电容值，L_si和L_pi分别代表串联臂调节电路和并联壁调节电路的电感值。

6.根据权利要求1所述一种磁耦合共振阻抗匹配参数提取方法，其特征在于，采用粒子群算法进行阻抗匹配进一步包括：

根据所述匹配阻抗参数建立粒子群模型；

初始化所述匹配阻抗参数并代入粒子群模型，计算适应值函数；

根据所述适应值函数更新各粒子状态，并在局部范围内进行粒子寻优；

根据惩罚函数判断粒子是否越界，并在判断为粒子越界时，提取匹配阻抗参数的最优解。

7.根据权利要求6所述一种磁耦合共振阻抗匹配参数提取方法，其特征在于，计算得到阻抗匹配网络的适应值函数为fitness＝|real(Z_in-R_s|²+|imag(Z_in)|²，其中，Z_in为系统输入阻抗,R_s为发射端信号源内阻。

8.根据权利要求7所述一种磁耦合共振阻抗匹配参数提取方法，其特征在于，根据所述适应值函数更新粒子的速度和位置，在每一次迭代中不断调整串联臂调节电路和并联臂调节电路的电容、电感值大小。

9.一种磁耦合共振阻抗匹配参数提取系统，用于实现权利要求1-8中任一项所述的方法，其特征在于，所述系统包括：阻抗匹配电路、参数检测器和处理器；所述参数检测器检测阻抗匹配电路的相关参数并发送至处理器；所述处理器接收到相关参数，采用粒子群算法进行阻抗匹配，提取优化的电容电感参数；所述阻抗匹配网络通过开关阵列控制电容电感，以实现阻抗匹配。