频率调谐方法可以有效解决因耦合机构参数漂移导致的无线电能传输系统频率失谐问题,有利于提高系统的传输效率及运行稳定性。传统的双边频率调谐控制方法不统一,并且控制参数优化复杂。为此,该文提出一种适用于高阶补偿无线电能传输系...频率调谐方法可以有效解决因耦合机构参数漂移导致的无线电能传输系统频率失谐问题,有利于提高系统的传输效率及运行稳定性。传统的双边频率调谐控制方法不统一,并且控制参数优化复杂。为此,该文提出一种适用于高阶补偿无线电能传输系统的通用调谐解耦控制策略。首先,基于电路理论构建高阶补偿无线电能传输系统的分析模型,揭示双边谐振条件及其特征。其次,基于扰动观察法构建一种通用的双边调谐解耦控制策略,可实现原边和副边谐振参数的自适应调整。最后,搭建180 W LCC/LCC系统实验样机,验证了所提频率调谐解耦控制策略的有效性,在耦合机构偏移等工况下能够有效维持系统双边的谐振状态,提高了系统的传输效率和稳定性。展开更多
针对电动汽车无线充电系统在变电压间歇快速充电过程中由原副边线圈偏移和负载波动引起充电电压不稳定的问题,以及控制器参数大多依靠经验值和试凑法选取的问题,提出一种基于粒子群优化算法的无源控制器(passivity based controller,PBC...针对电动汽车无线充电系统在变电压间歇快速充电过程中由原副边线圈偏移和负载波动引起充电电压不稳定的问题,以及控制器参数大多依靠经验值和试凑法选取的问题,提出一种基于粒子群优化算法的无源控制器(passivity based controller,PBC)与非线性干扰观测器(nonlinear disturbance observer,NDO)相结合的复合控制策略。针对无线电能传输(wireless power transfer,WPT)系统副边DC-DC变换器设计考虑干扰补偿的无源控制器,通过引入非线性干扰观测器对干扰量进行估计,将干扰估计值与无源控制器结合,设计适合电动汽车变电压间歇无线充电系统的PBC-NDO复合控制器,采用粒子群多目标优化算法对复合控制器进行参数寻优,进一步提高控制器的抗干扰性能以及动态响应性能,通过仿真和实验验证该策略的有效性。实验结果表明:复合控制器具有强抗干扰性和动态响应性,充电阶段最大稳态误差偏移率为2%,动态响应时间控制在0.6 ms内。展开更多
移动边缘计算(mobile edge computing,MEC)和无线能量传输(wireless power transfer,WPT)结合,可以有效缓解无线设备计算资源与电池能量受限问题。针对非线性能量收集模型下无线供能移动边缘计算系统的动态节能卸载问题,提出了一种基于L...移动边缘计算(mobile edge computing,MEC)和无线能量传输(wireless power transfer,WPT)结合,可以有效缓解无线设备计算资源与电池能量受限问题。针对非线性能量收集模型下无线供能移动边缘计算系统的动态节能卸载问题,提出了一种基于Lyapunov优化理论的能耗优化算法。通过联合优化服务器计算频率、能量站发射功率、任务卸载时间、设备传输功率和本地计算频率,在保证系统稳定性的同时,最小化系统长期平均能量消耗;通过Lyapunov优化理论将随机优化问题转换为基于时隙的确定性子问题,并利用拉格朗日乘子法和改进鲸鱼优化算法进行求解。仿真结果表明,与基准方案对比,提出的计算卸载方案在保证任务队列长期稳定的同时,显著降低系统所需能量。展开更多
无线供能移动边缘计算(wireless powered-mobile edge computing,WP-MEC)集成了移动边缘计算和无线功率传输技术,旨在解决移动设备计算能力不足和持续能源供应问题。然而由于WP-MEC中不同边缘服务器供电能力和计算能力不同、移动设备需...无线供能移动边缘计算(wireless powered-mobile edge computing,WP-MEC)集成了移动边缘计算和无线功率传输技术,旨在解决移动设备计算能力不足和持续能源供应问题。然而由于WP-MEC中不同边缘服务器供电能力和计算能力不同、移动设备需执行任务的延迟忍耐时间异构,以及移动设备与服务器之间时变的无线信道给系统时间资源分配和任务处理带来了巨大挑战。基于此,从WP-MEC网络的异构服务器选择、计算卸载和资源分配联合优化的角度开展研究,为提高系统有效计算率,提出了基于延迟敏感性任务加权平均的坐标下降(joint optimization scheduling algorithm with weighted average of delay-sensitive tasks and coordinate descent,WADT_CD)联合调度算法。首先,综合考虑时变无线信道增益、异构任务延迟、异构边缘服务器的发射功率和计算能力,设计基于延迟敏感性任务加权平均(scheme of weighted average of delay-sensitive tasks,WADT)的异构服务器选择策略。其次,考虑WP-MEC网络模型特性,设计基于一维时间变量二分搜索的坐标下降(method of coordinate descent,CD)算法解决移动设备卸载决策和时间资源分配问题。最后,通过仿真实验与多种算法进行对比,验证了所提方法的优越性,并且分析了在不同规模边缘设备、异构任务比例时所提算法的有效性。展开更多
文摘频率调谐方法可以有效解决因耦合机构参数漂移导致的无线电能传输系统频率失谐问题,有利于提高系统的传输效率及运行稳定性。传统的双边频率调谐控制方法不统一,并且控制参数优化复杂。为此,该文提出一种适用于高阶补偿无线电能传输系统的通用调谐解耦控制策略。首先,基于电路理论构建高阶补偿无线电能传输系统的分析模型,揭示双边谐振条件及其特征。其次,基于扰动观察法构建一种通用的双边调谐解耦控制策略,可实现原边和副边谐振参数的自适应调整。最后,搭建180 W LCC/LCC系统实验样机,验证了所提频率调谐解耦控制策略的有效性,在耦合机构偏移等工况下能够有效维持系统双边的谐振状态,提高了系统的传输效率和稳定性。
文摘针对电动汽车无线充电系统在变电压间歇快速充电过程中由原副边线圈偏移和负载波动引起充电电压不稳定的问题,以及控制器参数大多依靠经验值和试凑法选取的问题,提出一种基于粒子群优化算法的无源控制器(passivity based controller,PBC)与非线性干扰观测器(nonlinear disturbance observer,NDO)相结合的复合控制策略。针对无线电能传输(wireless power transfer,WPT)系统副边DC-DC变换器设计考虑干扰补偿的无源控制器,通过引入非线性干扰观测器对干扰量进行估计,将干扰估计值与无源控制器结合,设计适合电动汽车变电压间歇无线充电系统的PBC-NDO复合控制器,采用粒子群多目标优化算法对复合控制器进行参数寻优,进一步提高控制器的抗干扰性能以及动态响应性能,通过仿真和实验验证该策略的有效性。实验结果表明:复合控制器具有强抗干扰性和动态响应性,充电阶段最大稳态误差偏移率为2%,动态响应时间控制在0.6 ms内。
文摘移动边缘计算(mobile edge computing,MEC)和无线能量传输(wireless power transfer,WPT)结合,可以有效缓解无线设备计算资源与电池能量受限问题。针对非线性能量收集模型下无线供能移动边缘计算系统的动态节能卸载问题,提出了一种基于Lyapunov优化理论的能耗优化算法。通过联合优化服务器计算频率、能量站发射功率、任务卸载时间、设备传输功率和本地计算频率,在保证系统稳定性的同时,最小化系统长期平均能量消耗;通过Lyapunov优化理论将随机优化问题转换为基于时隙的确定性子问题,并利用拉格朗日乘子法和改进鲸鱼优化算法进行求解。仿真结果表明,与基准方案对比,提出的计算卸载方案在保证任务队列长期稳定的同时,显著降低系统所需能量。
文摘无线供能移动边缘计算(wireless powered-mobile edge computing,WP-MEC)集成了移动边缘计算和无线功率传输技术,旨在解决移动设备计算能力不足和持续能源供应问题。然而由于WP-MEC中不同边缘服务器供电能力和计算能力不同、移动设备需执行任务的延迟忍耐时间异构,以及移动设备与服务器之间时变的无线信道给系统时间资源分配和任务处理带来了巨大挑战。基于此,从WP-MEC网络的异构服务器选择、计算卸载和资源分配联合优化的角度开展研究,为提高系统有效计算率,提出了基于延迟敏感性任务加权平均的坐标下降(joint optimization scheduling algorithm with weighted average of delay-sensitive tasks and coordinate descent,WADT_CD)联合调度算法。首先,综合考虑时变无线信道增益、异构任务延迟、异构边缘服务器的发射功率和计算能力,设计基于延迟敏感性任务加权平均(scheme of weighted average of delay-sensitive tasks,WADT)的异构服务器选择策略。其次,考虑WP-MEC网络模型特性,设计基于一维时间变量二分搜索的坐标下降(method of coordinate descent,CD)算法解决移动设备卸载决策和时间资源分配问题。最后,通过仿真实验与多种算法进行对比,验证了所提方法的优越性,并且分析了在不同规模边缘设备、异构任务比例时所提算法的有效性。
