无线电能传输系统因其灵活度高、可靠性强、使用便利等优点，在电动汽车、消费电子、医疗植入设备等领域得到广泛应用，但该系统基于基次谐波近似（FHA）的频域分析方法而设计，在高电流畸变情况下的精度较低。时域建模方法可极大提高建模的精度，但模型相对复杂，且依赖于特定的补偿网络和谐振参数。为了解决以上难题，上海科技大学信息学院智慧电气科学中心王浩宇团队提出了一种简单且通用的时域建模方法，适用于不同补偿网络、谐振参数和调制方式。
不同补偿网络的状态方程形式是统一的，唯一的区别在于系数矩阵的不同。状态方程的输入由谐振腔的输入电压信息决定。本研究建立了一套简单的输入电压信息获取方法，适用于任何调制方式。此外，根据矩阵理论的相关知识，可将耦合的状态方程解耦成两个独立的二阶常系数微分方程进行求解，极大简化了模型的复杂度。该模型在给定谐振腔输入电压信息的情况下，可以准确预测任意时刻谐振腔的电压和电流信息，具有较强的通用性。仿真和实验结果验证了该模型的有效性，且仿真速度比MATLAB/Simulink快64倍。
该成果以“State-space based universal time-domain model for voltage-fed bidirectional IPT systems”为题发表在电力电子领域知名学术刊物IEEE Transactions on Industrial Electronics上。信息学院2019级博士研究生薛波为论文第一作者，王浩宇教授为通讯作者，上科大为第一完成单位。
论文链接：https://ieeexplore.ieee.org/document/10054598
图1. 不同补偿网络：a) SS; b) LCC-LCC; c) LC-LC; d) LCC-S; e) LC-S; f) LCC-LC
图2. 不同补偿网络的仿真和计算值
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