外部干扰下SP型ICPT系统的H∞滤波器设计
2022年电子技术应用第12期
梁国钰，苗 磊，黄淦珂，朱爽鑫，许东辉，田恩刚
上海理工大学 光电信息与计算机工程学院，上海200093
摘要： 对SP型ICPT系统在外部干扰下的H∞滤波问题展开了研究。首先对SP型ICPT系统的电路拓扑进行研究并且以此创设了基于此电路拓扑的广义状态空间方程；然后通过滤波误差系统的渐近稳定判定条件求取H∞滤波器的增益；最后通过实验仿真来验证本文所提出理论的准确性和可行性。
中图分类号： TM724
文献识别码： A
DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.222574
中文引用格式： 梁国钰，苗磊，黄淦珂，等. 外部干扰下SP型ICPT系统的H∞滤波器设计[J].电子技术应用，2022，48(12)：104-109.
英文引用格式： Liang Guoyu，Miao Lei，Huang Ganke，et al. H∞ filter design of SP type ICPT system with external interference[J]. Application of Electronic Technique，2022，48(12)：104-109.
文献识别码： A
DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.222574
中文引用格式： 梁国钰，苗磊，黄淦珂，等. 外部干扰下SP型ICPT系统的H∞滤波器设计[J].电子技术应用，2022，48(12)：104-109.
英文引用格式： Liang Guoyu，Miao Lei，Huang Ganke，et al. H∞ filter design of SP type ICPT system with external interference[J]. Application of Electronic Technique，2022，48(12)：104-109.
H∞ filter design of SP type ICPT system with external interference
Liang Guoyu，Miao Lei，Huang Ganke，Zhu Shuangxin，Xu Donghui，Tian Engang
School of Optical-Electrical and Computer Engineering，University of Shanghai for Science and Technology，Shanghai 200093，China
Abstract： In this paper, the H∞ filter problem under external disturbance is studied for the inductive coupled power transfer(ICPT) system with the series-parallel(SP) resonant compensation network. To suppress external disturbance and obtain ideal estimation results at the same time, a generalized state space equation based on the circuit topology of the SP-ICPT system is established firstly. Then, a series of H∞ filtering gains is obtained by the asymptotic stability judgment condition of the filter error system. Finally, a simulation with regard of SP-ICPT system is carried out to verify the accuracy and feasibility of the theory proposed in this paper.
Key words : ICPT；H∞ filter；SP resonance compensation network；external interference
0 引言
感应式耦合电能传输(Inductive Coupled Power Transfer，ICPT)是一种利用交变电磁场实现对电能无线传导的技术，其中包含了五个部分，分别为：逆变电路、谐振补偿网络、整流电路、电磁耦合线圈以及纯阻性负载。ICPT颠覆了传统的能源利用方式，并广泛应用于植入式医疗器械、集成电路、太阳能卫星、电动汽车、无人飞机等众多领域[1-3]。
之所以本文采取谐振补偿网络来提高系统能量传输的效率[4]，是因为系统中原边线圈和副边线圈之间的空气间隙较大。SP型谐振补偿网络的电磁耦合线圈串联原边谐振补偿电容，电磁耦合线圈并联副边谐振补偿电容。
作为高阶系统的ICPT系统，系统的性能会受自身参数变动和外部干扰信号等不确定变量的影响[6]。为准确估计ICPT系统在外部干扰下状态变量的实时变化情况，需用一定的滤波方法来获得理想的估计结果。例如：卡尔曼滤波器(或扩展卡尔曼滤波器)已普遍应用于具有高斯噪声的线性(或非线性)系统[7]；H∞滤波方法能够保证能量误差噪声服从预先规定的干扰衰减水平[8-12]；方差约束滤波方法所设计的滤波器增益不仅保证滤波误差的方差最小，还需保证该误差能够达到可接受的水平[13-15]；对于带有未知却有界噪声的线性(非线性)系统，集元滤波方法被视为一种可靠的滤波方法[16]。为了抑制外部干扰对系统造成的影响，本文采用H∞滤波方法来保证ICPT系统的滤波误差渐近稳定。
本文详细内容请下载：https://www.chinaaet.com/resource/share/2000005050。
作者信息：
梁国钰，苗 磊，黄淦珂，朱爽鑫，许东辉，田恩刚
(上海理工大学 光电信息与计算机工程学院，上海200093)
此内容为AET网站原创，未经授权禁止转载。