多目标PSO的LCC/S型磁谐振耦合机构参数优化算法

吴晓伟，刘宏昭

(西安理工大学 机械与精密仪器工程学院，陕西 西安 710048)

0 引 言

随着物联网时代的到来，无线传感器网络(wireless sensor networks,WSNs)作为其感知层和传输层的重要组成部分，已得到了广泛的应用，同时也使得无线传感器的研究成为热点之一。无线传感器，即传感器无线化，其无线化重点集中在信息无线化[1,2]与无线电能传输[3]两方面。无线电能传输(wireless power transmission，WPT)技术能够有效克服接触式电能传输方式所存在的弊端。但是由于WPT系统磁耦合机构中发射与接收线圈之间存在一定的距离，导致线圈间耦合系数降低，从而使得WPT系统能量传输效率不高，需要对系统磁耦合机构设计相应的谐振补偿拓扑，以提高能量的传输效率[4～6]。相对于易于计算的传统低阶谐振补偿网络，高阶谐振补偿拓扑具有更好的输出特性，因此,LCL[7],LLC[8],CLC[9]以及LCC[10]等高阶谐振补偿拓扑的研究得到了越来越多的重视。目前，对谐振补偿拓扑的参数分析，多是针对输出功率或效率进行单一目标优化设计。而高阶谐振补偿拓扑参数之间具有非线性，强耦合特性，使得系统输出功率与输出效率之间具有非线性关系。因此，如何提高效率的同时获得满足负载所需功率受到关注。文献[11]提出了一种最大能效积指标对谐振补偿拓扑进行优化的方法，可以同时兼顾系统效率与输出功率；但该方法是基于低阶谐振补偿拓扑进行优化，对于高阶谐振拓扑会出现模型构建困难，方程极值求解困难等问题。

对于高阶……