磁耦合谐振无线电能传输系统的输出鲁棒控制

刘　军，杜　欢

（西安理工大学自动化学院，陕西西安710048）

磁耦合谐振无线电能传输系统的输出鲁棒控制

刘军，杜欢

（西安理工大学自动化学院，陕西西安710048）

摘要：磁耦合谐振无线电能传输系统的负载和谐振参数会因为受到外界环境的影响而发生变化，系统工作频率发生随机漂移，导致模型参数存在不确定性。针对参数不确定下的输出鲁棒控制问题，基于H∞控制理论，应用matlab鲁棒控制工具箱设计H∞控制器，并利用结构奇异值法分析了闭环系统的鲁棒稳定性和鲁棒性能。结果表明，在H∞控制器的作用下，实现了闭环摄动系统的输出鲁棒控制。并为这种高阶非线性不确定闭环摄动系统提供一种通用的控制器设计方法。

关键词：无线电能传输；谐振式；不确定性；H∞控制；matlab工具箱；鲁棒性

1　引言

磁耦合谐振无线电能传输系统（magnetically coupled resonant wireless power transfer，MCR-WPT)在实际工作中，负载和谐振参数会因为受到外界环境如温度、谐振线圈距离的影响而发生变化，系统工作频率发生随机漂移，导致模型参数存在不确定性。因此，希望设计一种控制器，使控制系统在实际应用中具有一定的鲁棒性［1-5］。

在提高系统的鲁棒性方面，以往的bang-bang控制、PID控制、滑模变结构控制这一类单目标控制方法［6-9］虽然易于实现且具有一定的鲁棒性，但其控制精度和对负载变化的适应能力较差，且均未考虑系统可能存在的不确定因素及外部扰动，当实际系统与原来的标称系统出现偏差时，控制器的精度及性能会变差，控制系统将无法达到较理想的控制效果。……