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专利号: 2022116112425
申请人: 南京信息工程大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-06-16
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种用于EVs无线充电的基于模糊粒子群算法的控制方法,其特征在于:包括如下步骤:步骤1:设置模糊粒子群算法(FPSO)的参数,并在解空间中随机生成种群,种群中的每个粒子具有两个维度,粒子的形式为[α,h],粒子的第一维度为滑模控制器的滑模系数α,第二维度为滞环调制的滞环带带宽h;

步骤2、利用FPSO算法生成的控制器参数设置仿真环境下滑模控制器的滑模系数α和滞环调制的滞环带带宽h并运行仿真;

步骤3、仿真结束后输出无线电力传输系统的输出电压,利用输出电压计算得到评估无线电力传输系统性能的指标:建立时间(ST)和稳态误差(SSE),指标ST和SSE作为模糊逻辑适应度评估器的输入,使用模糊逻辑适应度评估器评估产生的粒子,模糊逻辑适应度评估器的输出为适应度值,选取适应度值大的粒子作为最优粒子;

步骤4、判断粒子是否满足FPSO算法收敛条件;

步骤5、若满足FPSO算法的收敛条件,则输出最优解即最优控制器,若不满足算法收敛条件则更新个体极值和全局极值,更新粒子,返回步骤2,继续迭代;

所述滑模控制器计算公式如下:

其中,α为滑模系数,Vout为无线电力传输系统的输出电压,Vref为无线电力传输系统输出电压的参考值;

所述滞环调制计算公式如下:

其中,h是滞环调制的滞环带的宽度,s表示滑模面;

使用模糊逻辑适应度评估器评估产生的粒子,包括如下步骤:输入量x1(STi)和x2(SSEi)经过模糊化确定其在不同模糊子集的隶属度X1(STi)和X2(SSEi);

利用得到的隶属度集合X1(STi)和X2(SSEi)进行模糊推理得到模糊输出量ui;

模糊输出量ui经过解模糊得到清晰化的输出Fi;

其中,x1(STi)=STi

x2(SSEi)=SSEi

X1(STi)=[S(STi),MS(STi),M(STi),L(STi)]X2(SSEi)=[S(SSEi),MS(SSEi),M(SSEi),L(SSEi)]i表示种群中粒子的序号;

S(STi),MS(STi),M(STi),L(STi)分别表示模糊控制规则中第i个粒子的输出电压建立时间ST对应的隶属度;

S(SSEi),MS(SSEi),M(SSEi),L(SSEi)分别表示模糊控制规则中第i个粒子的输出电压稳态误差SSE对应的隶属度;

ui表示第i个粒子的模糊输出;

Fi表示第i个粒子的适应度值;

更新个体极值计算公式如下:

更新全局极值计算公式如下:

更新粒子计算公式如下:

其中,Pbseti是第i个粒子的个体极值,Gbest是全局极值,Pi是第i个粒子的适应度值,CPi(*)=[αi,hi],r1,r2是0到1范围内生成的随机数,ξ1、ξ2均表示加速系数,ω(g)表示惯性因子,ΔCPi(*)代表第i个粒子的速度,αi表示第i个粒子的滑模系数,hi表示第i个粒子的滞环带带宽。

2.根据权利要求1所述的一种用于EVs无线充电的基于模糊粒子群算法的控制方法,其特征在于:所述模糊逻辑适应度评估器的输入量为指标ST和SSE,输出量为适应度值F;

所述输入量、输出量的隶属函数采用三角形隶属函数;

所述ST,SSE,F的论域分别为[0.1,0.5],[0,0.002],[0,1];

所述输入量、输出量的反模糊化方法采用重心法。

3.根据权利要求2所述的一种用于EVs无线充电的基于模糊粒子群算法的控制方法,其特征在于:三角形隶属函数计算公如下:其中,x为三角形隶属函数的输入,c为三角形底边的中点,Δs为三角形底边长的一半,E1,E2为论域的起点和终点。

4.根据权利要求1所述的一种用于EVs无线充电的基于模糊粒子群算法的控制方法,其特征在于:所述FPSO算法的参数包括:Gmax表示最大迭代次数,ξ1、ξ2表示加速系数,N表示种群大小,ω(g)表示惯性因子。

5.根据权利要求4所述的一种用于EVs无线充电的基于模糊粒子群算法的控制方法,其特征在于:其中,g表示当前迭代次数,gmax表示迭代最大次数,ωmax表示惯性因子最大值,ωmin表示惯性因子最小值。

6.根据权利要求1所述的一种用于EVs无线充电的基于模糊粒子群算法的控制方法,其特征在于:FPSO算法的收敛条件:(1)、相邻两次迭代,粒子的平均适应度值之差小于0.005;

(2)、当前迭代适应度值的标准差小于0.01;

收敛条件(1)、(2)需要同时满足。