微机器人胶囊能量无线传输系统的优化设计

摘要：

微机器人胶囊能量无线传输系统的传输性能受到谐振频率、耦合系数、线圈匝数、线圈半径、补偿电容、线圈互感等诸多因素影响.为实现系统性能的全局最优,必须在满足微机器人胶囊最低能耗要求的前提下提高系统传输效率,同时兼顾系统稳定性、温升安全性、可靠性、体积参数等因素.文中基于微机器人胶囊能量无线传输系统初级线圈串联补偿-次级线圈串联谐振补偿模型,建立了系统的能效模型,以初、次级线圈匝数与线圈半径、谐振频率等参数作为优化变量,构建了优化问题的目标函数,对微机器人胶囊能量无线传输系统进行综合优化设计.针对该多变量非线性约束优化问题,采用了改进的遗传算法进行优化计算.实验结果表明,所提出的优化设计方法正确有效,所设计的的微机器人胶囊能量无线传输系统样机的能效达86.6 mW,传输效率达8.01％.

关键词：微机器人、能量无线传输、遗传算法、能效模型

所属期刊栏目：44

分类号：TP242.3(自动化技术及设备)

资助基金：国家04科技重大专项2015ZX04005006;哈尔滨工业大学机器人技术与系统国家重点实验室开放研究基金资助项目SKLRS-2012-MS-03;广州市教育局羊城学者项目10B009G;广州市番禺区科技计划项目2012-Z-03-64Supported by the National Major Science and Technology Project2015ZX04005006

在线出版日期：2017-06-02（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共6页

页码：78-83