研究目的
为解决无人机在充电站降落不精准导致线圈错位,进而造成无线电力传输效率低下的问题。
研究成果
所提出的无人机电池充电系统效率足够高,能够缓解因无人机降落不佳而产生的耦合效应,使无人机可自由降落在充电站上,无需担心传输功率损失。该系统完全自动化,在缓解降落不佳效应方面准确率达到98.8%,无线电力传输效率η达到85%。
研究不足
该系统要求无人机降落在充电站上以启动对准过程,这在所有操作场景中可能并不可行。无线电力传输85%的效率可能不足以满足所有应用需求。
1:实验设计与方法选择:
采用基于谐振感应耦合的无线电能传输技术为无人机电池充电。通过基于爬山算法的控制技术实现发射线圈与接收线圈的对准控制。
2:样本选择与数据来源:
根据无人机在充电站上的着陆位置,在不同测试场景下对系统进行测试。
3:实验设备与材料清单:
测试平台由安装在四向XY工作台上的四个发射线圈、连接负载的接收线圈以及执行测量和爬山算法的控制器组成。
4:实验流程与操作步骤:
系统通过检测任一发射线圈包络检波电压信号的变化(表明接收线圈存在于充电站上)来工作。检测到接收线圈后,激活控制算法以对准线圈并开始无线电能传输。
5:数据分析方法:
使用MATLAB验证所提算法的可行性。根据不同测试场景下载荷电阻的输出功率计算电能传输效率。
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ARM Cortex-M4
STMicroelectronics
Generating high-frequency clock signals and measuring terminal voltages of transmitting coils.
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IRF510 MOSFET
IRF510
International Rectifier
Driving the transmitting coils.
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Stepper motor
Moving the XY table in four directions.
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XY table
Controlling the position of the transmitting coil array.
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