《電子技術(shù)應(yīng)用》
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外部干擾下SP型ICPT系統(tǒng)的H∞濾波器設(shè)計(jì)
2022年電子技術(shù)應(yīng)用第12期
梁國鈺,，苗 磊,，黃淦珂,，朱爽鑫,，許東輝,，田恩剛
上海理工大學(xué) 光電信息與計(jì)算機(jī)工程學(xué)院,，上海200093
摘要： 對(duì)SP型ICPT系統(tǒng)在外部干擾下的H∞濾波問題展開了研究,。首先對(duì)SP型ICPT系統(tǒng)的電路拓?fù)溥M(jìn)行研究并且以此創(chuàng)設(shè)了基于此電路拓?fù)涞膹V義狀態(tài)空間方程,；然后通過濾波誤差系統(tǒng)的漸近穩(wěn)定判定條件求取H∞濾波器的增益,；最后通過實(shí)驗(yàn)仿真來驗(yàn)證本文所提出理論的準(zhǔn)確性和可行性,。
中圖分類號(hào)： TM724
文獻(xiàn)識(shí)別碼： A
DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.222574
中文引用格式： 梁國鈺，苗磊,，黃淦珂,，等. 外部干擾下SP型ICPT系統(tǒng)的H∞濾波器設(shè)計(jì)[J].電子技術(shù)應(yīng)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

    感應(yīng)式耦合電能傳輸(Inductive Coupled Power Transfer，ICPT)是一種利用交變電磁場實(shí)現(xiàn)對(duì)電能無線傳導(dǎo)的技術(shù),，其中包含了五個(gè)部分,，分別為：逆變電路、諧振補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò),、整流電路、電磁耦合線圈以及純阻性負(fù)載,。ICPT顛覆了傳統(tǒng)的能源利用方式,，并廣泛應(yīng)用于植入式醫(yī)療器械、集成電路,、太陽能衛(wèi)星,、電動(dòng)汽車、無人飛機(jī)等眾多領(lǐng)域[1-3],。

    之所以本文采取諧振補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)來提高系統(tǒng)能量傳輸?shù)男?sup>[4],，是因?yàn)橄到y(tǒng)中原邊線圈和副邊線圈之間的空氣間隙較大。SP型諧振補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)的電磁耦合線圈串聯(lián)原邊諧振補(bǔ)償電容,，電磁耦合線圈并聯(lián)副邊諧振補(bǔ)償電容,。

    作為高階系統(tǒng)的ICPT系統(tǒng),，系統(tǒng)的性能會(huì)受自身參數(shù)變動(dòng)和外部干擾信號(hào)等不確定變量的影響[6]。為準(zhǔn)確估計(jì)ICPT系統(tǒng)在外部干擾下狀態(tài)變量的實(shí)時(shí)變化情況,，需用一定的濾波方法來獲得理想的估計(jì)結(jié)果,。例如：卡爾曼濾波器(或擴(kuò)展卡爾曼濾波器)已普遍應(yīng)用于具有高斯噪聲的線性(或非線性)系統(tǒng)[7]；H∞濾波方法能夠保證能量誤差噪聲服從預(yù)先規(guī)定的干擾衰減水平[8-12],；方差約束濾波方法所設(shè)計(jì)的濾波器增益不僅保證濾波誤差的方差最小,，還需保證該誤差能夠達(dá)到可接受的水平[13-15]；對(duì)于帶有未知卻有界噪聲的線性(非線性)系統(tǒng),，集元濾波方法被視為一種可靠的濾波方法[16],。為了抑制外部干擾對(duì)系統(tǒng)造成的影響，本文采用H∞濾波方法來保證ICPT系統(tǒng)的濾波誤差漸近穩(wěn)定,。




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作者信息：

梁國鈺，苗  磊,，黃淦珂,，朱爽鑫，許東輝,，田恩剛 

(上海理工大學(xué) 光電信息與計(jì)算機(jī)工程學(xué)院,，上海200093)




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