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专利号: 2023104478793
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无线充电的基于两层粒子群算法的优化方法,其特征在于,包括如下步骤:步骤1、设置第一层粒子群算法的参数,并在解空间中随机生成粒子 ;

步骤2、根据 , , 得到互感 和电感 、 的值,利用互感 和电感 、 设置仿真环境并运行仿真;

步骤3、仿真结束后输出无线电力传输系统的输出电压、电流,输入电压、电流,利用输出电压、电流计算得到系统的输出功率,利用输入电压、电流得到系统的输入功率,根据输出功率和输入功率得到效率,根据效率计算得到适应度值;

步骤4、判断是否满足第一层粒子群算法的终止条件;

步骤5、若满足第一层粒子群算法的终止条件,则输出最优解即使系统效率最大化的耦合系数 ,若不满足算法终止条件则:①更新个体极值和全局极值,②更新粒子的速度属性和位置属性,③当前迭代次数加一,④返回步骤2,继续迭代;

步骤6、根据 计算得到 、 和 ,并利用 、 和 设置仿真环境;

步骤7、设置第二层粒子群算法的参数并在解空间中随机生成粒子 ,其中为滑模系数,为滞环带宽度;

步骤8、使用粒子 设置基于算子的控制系统并运行仿真,仿真结束后记录输出电压、Buck电路的电感电流和开关状态,并利用记录的数据计算评价控制性能的指标:建立时间(ST)、稳态误差(SSE)、过冲(OV)和开关波动(SW),然后根据各项指标计算得到适应度值;

步骤9、判断是否满足第二层粒子群算法的终止条件;

步骤10、若满足第二层粒子群算法的终止条件,则输出最优解即使控制性能最优的控制器参数 ,若不满足算法终止条件则:①更新个体极值和全局极值,②更新粒子的速度属性和位置属性,③当前迭代次数加一,④返回步骤8,继续迭代。

2.根据权利要求1所述的一种用于EVs无线充电的基于两层粒子群算法的优化方法,其特征在于,所述步骤1中,粒子群算法的参数包括最大迭代次数 ,种群大小,加速度系数 ,惯性因子 如公式(1)所示,耦合系数 的优化范围分别为 ,

,第一组范围模拟不

确定性出现在计算值 负方向,第二组范围模拟不确定性出现在计算值 正方向,其中, , ;

(1);其中,公式(1)中 是当前迭代次数, , , 。

3.根据权利要求1所述的一种用于EVs无线充电的基于两层粒子群算法的优化方法,其特征在于,所述步骤2中,互感 电感 和 如下: (2);

    (3);其中,发射线圈 ,接收线圈 。

4.根据权利要求1所述的一种用于EVs无线充电的基于两层粒子群算法的优化方法,其特征在于,所述步骤3中,输入功率、输出功率、效率以及适应度函数如下: (4);

    (5);其中,公式(4)中 和 是系统输入端的电压和电流,和 是系统输出端的电压和电流。

5.根据权利要求1所述的一种用于EVs无线充电的基于两层粒子群算法的优化方法,其特征在于,所述步骤4中,两层粒子群算法的终止条件为:(1)相邻两次迭代粒子的平均适应度值小于0.005,公式如下;

 (6);

(2)当前迭代适应度值的标准差小于0.01,公式如下;

       (7);其中,公式(6)中 是 个粒子适应度的平均值,公式(7)中, 是种群大小, 是第个粒子的适应度值,是 个粒子的平均适应度。

6.根据权利要求1所述的一种用于EVs无线充电的基于两层粒子群算法的优化方法,其特征在于,所述步骤5中,个体极值、全局极值的更新方式如公式(8)、(9)所示,速度和位置的更新公式如公式(10)、(11)所示:             (8);

    (9);

(10);

 (11);其中, 是第个粒子的个体

极值, 是全局极值, 是第 个粒子速度属性的第 维, 、 是0到1范围内生成的随机数。

7.根据权利要求1所述的一种用于EVs无线充电的基于两层粒子群算法的优化方法,其特征在于,所述步骤7中,滑模面和控制率的设计如下: (12);

           (13);其中, 为输出电压的参考值,和 的优化范围分别为 和 。

8.根据权利要求1所述的一种用于EVs无线充电的基于两层粒子群算法的优化方法,其特征在于,所述步骤8中,指标ST、SSE、SW的计算如下:                    (14);

          (15);

                       (16);

其中,是输出电压建立时刻, =0是仿真开始时刻,为测量 指标的起始时刻, 为测量 指标的结束时刻(仿真结束时刻), 为开关波动次数;适应度函数如下:  (17);

‑ 表示指标 ‑ 的惩罚因子。