news 2026/4/17 19:26:01

【SCI一区论文复现】基于SLSPC系列的高阶PT-WPT无线电能传输系统研究Simulink仿真

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张小明

前端开发工程师

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【SCI一区论文复现】基于SLSPC系列的高阶PT-WPT无线电能传输系统研究Simulink仿真

✅作者简介:热爱科研的Matlab仿真开发者,擅长数据处理、建模仿真、程序设计、完整代码获取、论文复现及科研仿真。

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🔥 内容介绍

针对无人机空中充电场景中互感波动、负载动态变化及载荷受限的技术瓶颈,本文复现了 SCI 一区论文提出的基于一次串联 - 二次串联电感串并联电容(SLSPC)系列的高阶奇偶时间(PT)对称无线电能传输(WPT)系统。通过构建高阶 SLSPC 补偿拓扑,结合 PT 对称理论实现恒功率输出,解决了传统 WPT 系统抗干扰能力弱、稳定传输范围窄的问题。基于 Matlab/Simulink 搭建仿真模型,通过相位控制实现负电阻特性,验证了系统在耦合系数 0.1~0.5、负载 10~50Ω 变化范围内的恒功率传输性能。结果表明,与传统串联 - 串联(S-S)拓扑相比,所复现系统的 PT 对称区域扩展 47.2%,临界耦合系数降低 31.6%,最大传输效率达 92.8%,为无人机动态无线充电提供了可靠技术方案。关键词:无线电能传输;PT 对称;SLSPC 拓扑;高阶补偿;恒功率控制

1 引言

1.1 研究背景与意义

无线电能传输(WPT)技术凭借无物理接触的优势,已成为无人机续航补给的核心解决方案。然而无人机飞行过程中,发射与接收线圈的相对位置动态变化导致互感(M)连续波动,锂电池充电过程中等效负载的非线性变化,以及无人机有效载荷对设备体积重量的严格限制,构成了三大核心技术挑战。传统 WPT 系统采用的低阶补偿拓扑(如 S-S、LCC)难以兼顾宽范围稳定传输与小型化需求,其输出功率易受耦合系数和负载变化的双重影响,无法满足无人机空中充电的可靠性要求。

PT 对称理论源于非厄密量子物理,其核心优势在于系统处于 PT 对称相时,输出功率仅依赖固有参数,与耦合系数和负载无关,为解决恒功率传输问题提供了全新理论框架。高阶补偿拓扑则通过增加谐振阶数,可优化系统阻抗匹配特性,降低临界耦合系数,扩展稳定传输范围。SLSPC(Series-Inductor-Series-Parallel-Capacitor)系列拓扑作为高阶补偿结构的创新形式,通过在原副边串联电感支路增设并联电容,实现了临界耦合系数降低与 PT 对称区域扩展的双重优化,成为解决无人机充电瓶颈的关键技术路径。

⛳️ 运行结果

📣 部分代码

🔗 参考文献

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🌈 各类智能优化算法改进及应用
生产调度、经济调度、装配线调度、充电优化、车间调度、发车优化、水库调度、三维装箱、物流选址、货位优化、公交排班优化、充电桩布局优化、车间布局优化、集装箱船配载优化、水泵组合优化、解医疗资源分配优化、设施布局优化、可视域基站和无人机选址优化、背包问题、 风电场布局、时隙分配优化、 最佳分布式发电单元分配、多阶段管道维修、 工厂-中心-需求点三级选址问题、 应急生活物质配送中心选址、 基站选址、 道路灯柱布置、 枢纽节点部署、 输电线路台风监测装置、 集装箱调度、 机组优化、 投资优化组合、云服务器组合优化、 天线线性阵列分布优化、CVRP问题、VRPPD问题、多中心VRP问题、多层网络的VRP问题、多中心多车型的VRP问题、 动态VRP问题、双层车辆路径规划(2E-VRP)、充电车辆路径规划(EVRP)、油电混合车辆路径规划、混合流水车间问题、 订单拆分调度问题、 公交车的调度排班优化问题、航班摆渡车辆调度问题、选址路径规划问题、港口调度、港口岸桥调度、停机位分配、机场航班调度、泄漏源定位
🌈 机器学习和深度学习时序、回归、分类、聚类和降维

2.1 bp时序、回归预测和分类

2.2 ENS声神经网络时序、回归预测和分类

2.3 SVM/CNN-SVM/LSSVM/RVM支持向量机系列时序、回归预测和分类

2.4 CNN|TCN|GCN卷积神经网络系列时序、回归预测和分类

2.5 ELM/KELM/RELM/DELM极限学习机系列时序、回归预测和分类
2.6 GRU/Bi-GRU/CNN-GRU/CNN-BiGRU门控神经网络时序、回归预测和分类

2.7 ELMAN递归神经网络时序、回归\预测和分类

2.8 LSTM/BiLSTM/CNN-LSTM/CNN-BiLSTM/长短记忆神经网络系列时序、回归预测和分类

2.9 RBF径向基神经网络时序、回归预测和分类

2.10 DBN深度置信网络时序、回归预测和分类
2.11 FNN模糊神经网络时序、回归预测
2.12 RF随机森林时序、回归预测和分类
2.13 BLS宽度学习时序、回归预测和分类
2.14 PNN脉冲神经网络分类
2.15 模糊小波神经网络预测和分类
2.16 时序、回归预测和分类
2.17 时序、回归预测预测和分类
2.18 XGBOOST集成学习时序、回归预测预测和分类
2.19 Transform各类组合时序、回归预测预测和分类
方向涵盖风电预测、光伏预测、电池寿命预测、辐射源识别、交通流预测、负荷预测、股价预测、PM2.5浓度预测、电池健康状态预测、用电量预测、水体光学参数反演、NLOS信号识别、地铁停车精准预测、变压器故障诊断
🌈图像处理方面
图像识别、图像分割、图像检测、图像隐藏、图像配准、图像拼接、图像融合、图像增强、图像压缩感知
🌈 路径规划方面
旅行商问题(TSP)、车辆路径问题(VRP、MVRP、CVRP、VRPTW等)、无人机三维路径规划、无人机协同、无人机编队、机器人路径规划、栅格地图路径规划、多式联运运输问题、 充电车辆路径规划(EVRP)、 双层车辆路径规划(2E-VRP)、 油电混合车辆路径规划、 船舶航迹规划、 全路径规划规划、 仓储巡逻
🌈 无人机应用方面
无人机路径规划、无人机控制、无人机编队、无人机协同、无人机任务分配、无人机安全通信轨迹在线优化、车辆协同无人机路径规划
🌈 通信方面
传感器部署优化、通信协议优化、路由优化、目标定位优化、Dv-Hop定位优化、Leach协议优化、WSN覆盖优化、组播优化、RSSI定位优化、水声通信、通信上传下载分配
🌈 信号处理方面
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🌈电力系统方面
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🌈 元胞自动机方面
交通流 人群疏散 病毒扩散 晶体生长 金属腐蚀
🌈 雷达方面
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🌈 车间调度
零等待流水车间调度问题NWFSP 、 置换流水车间调度问题PFSP、 混合流水车间调度问题HFSP 、零空闲流水车间调度问题NIFSP、分布式置换流水车间调度问题 DPFSP、阻塞流水车间调度问题BFSP
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