无线能量传输的非线性现象研究

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1、胃Ｉ向為抗巧ＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹＯＦＥＬＥＣＴＲＯＮＩＣＳＣＩＥＮＣ巨ＡＮＤＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹＯＦＣＨＩＮＡ硕±学位论文ＭＡＳＴＥＲＴＨＥＳＩＳ‘惟９、ｗＩ论文题目无浅能量传输的非线性现象研究Ｉ学科专业．电路与系统．２０学号１２２１２４０３０１￣＾￣作者姓名修自任＊指肆教师田忠研究员独剑性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为

2、获得电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。作者签名：聲日期；之口化丰（＾月义日奇侈论文使用授权本学位论文作者完全了解电子科技大学有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并向国豕有关部。或机构送父论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权电子科技大学可ｙｘ将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进斤检索，可采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。（保密的学位论文在解密后应遵守此规定）作者签名；俾Ｓ巧导师

3、签名：－曰期：７＾牌ｔ月分类号密级注1UDC学位论文无线能量传输的非线性现象研究修自任指导教师田忠研究员电子科技大学成都申请学位级别硕士学科专业电路与系统提交论文日期2015.4.7论文答辩日期2015.5.28学位授予单位和日期电子科技大学2015年6月28日答辩委员会主席评阅人注1：注明《国际十进分类法UDC》的类号。RESEACHONTHENONLINEARPHENOMENAINWIRELESSPOWERTRANSFERAMasterThesisSubmittedtoUniversityofElectronicScienceandTechno

4、logyofChinaMajor:CircuitandSystemAuthor:XiuZirenAdvisor:Prof.TianZhongSchool:ResearchInstituteofElectronicScienceandTechnology摘要摘要磁耦合谐振式无线能量传输技术是一种新型的无线能量传输方式，其传输距离远、传输功率大的优点使其成为近年来研究热点。无线能量传输系统由功率信号的产生、功率的发送与接收、功率的整流等模块组成，包含开关器件、磁性器件等非线性器件，是一个典型的高频高阶非线性系统，本文围绕以下几个方面展开研究工作：1.本文将磁性

5、材料应用到磁耦合谐振式无线能量传输系统中，对平板磁芯线圈的电感大小、磁场分布及线圈之间的耦合系数进行了理论、仿真和实验研究，实验验证了平板磁芯线圈在近距离的范围内能够提高传输性能。2.针对无线能量传输系统中存在的频率分裂现象的问题，本文对耦合电路的零状态响应进行求解，用求解系统矩阵秩的方法得到了耦合电路在有损耗和无损耗条件下电路的谐振频率，然后用电路理论对无线能量传输系统中存在的频率分裂现象进行了分析。通过对比耦合电路的谐振频率和频率分裂现象的结果，认为下谐振频率更稳定，更适合作为无线能量传输的谐振频率，上谐振频率不稳定，不适合能量的传输，最后总结了控制频

6、率分裂的方法。3.为了分析平板磁芯的非线性特性对无线能量传输系统的影响，本文首先用软件仿真的方法得到平板磁芯线圈的非线性数学模型，建立了无线能量系统的非线性动力学方程，数值分析了该非线性系统中存在的分岔现象等非线性现象。为了验证分岔现象的存在，本文首先用SPICE软件仿真的方法验证分岔现象的存在，然后设计了基于平板磁芯线圈的无线能量传输系统，实验验证了分岔现象的存在，最后实验研究了该非线性系统在不同条件下的传输效率。4.本文对以整流电路为负载的无线能量传输系统进行了分析，用分段线性化法对系统进行了建模，用软件仿真的方法研究了以整流电路为负载的无线能量传输系

7、统中存在的准周期调制现象。关键词：无线能量传输，平板磁芯，非线性，分岔IABSTRACTABSTRACTMagneticallyCoupledResonantWirelessPowerTransfer(MCR-WPT)isanewmethodofenergytransfer,whichhasbecomeahottopicinrecentyearsforitsadvantagesoflongdistanceandhightpowercharacteristics.WPTsystemconsistsofpowersignalgenerationmodule,p

8、owertransmissionandreceivingmodul