Un método de estimación de la posición del receptor basado en LSTM para sistemas de transferencia de energía inalámbrica de un solo receptor y múltiples transmisores
Autores: Dai, Zhuoyue; Yang, Yongmin; Luo, Yanting; Chen, Suiyu; Lin, Zhilong
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Un método de estimación de la posición del receptor basado en LSTM para sistemas de transferencia de energía inalámbrica de un solo receptor y múltiples transmisores
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Palabras clave
Multi-transmisor
Transferencia de energía inalámbrica
Desalineación de bobinas
Campos magnéticos
Estimación de posición del receptor
Método basado en LSTM
Licencia
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Citaciones: Sin citaciones
El sistema de transferencia de energía inalámbrica de un solo receptor de múltiples transmisores (MTSR-WPT) tiene una buena tolerancia para el desalineamiento de las bobinas porque los campos magnéticos generados por múltiples transmisores pueden ser moldeados para adaptarse a los cambios de posición en la bobina receptora. Para lograr el moldeado del campo magnético del sistema MTSR-WPT y aumentar la eficiencia de transferencia de energía, la estimación precisa de la posición de la bobina receptora es un problema clave que debe abordarse. En este artículo, se propone un método de estimación de posición del receptor basado en memoria a corto y largo plazo (LSTM), que utiliza un enfoque basado en datos para establecer un modelo de red neuronal. Al aprender la relación entre los datos de voltaje de series temporales medidos de las bobinas del transmisor y la posición de la bobina receptora, el modelo propuesto puede lograr una estimación precisa de la posición del receptor. En comparación con trabajos anteriores, el método propuesto no requiere comunicación entre el transmisor y el receptor, lo cual es propicio para simplificar la estructura del sistema y reducir costos. Además, el método propuesto basado en LSTM requiere menos derivación de fórmulas complejas y análisis del mecanismo interno del sistema. Finalmente, se construye un prototipo de MTSR-WPT para verificar el método propuesto. Los resultados experimentales muestran que el método propuesto basado en LSTM puede lograr una estimación de posición del receptor de alta precisión. Cuando el receptor se mueve dentro de un rango de 160 mm x 160 mm, el error promedio entre la posición estimada de la bobina receptora utilizando el método propuesto y la posición real de la bobina receptora es inferior a 2.40 mm.
Descripción
El sistema de transferencia de energía inalámbrica de un solo receptor de múltiples transmisores (MTSR-WPT) tiene una buena tolerancia para el desalineamiento de las bobinas porque los campos magnéticos generados por múltiples transmisores pueden ser moldeados para adaptarse a los cambios de posición en la bobina receptora. Para lograr el moldeado del campo magnético del sistema MTSR-WPT y aumentar la eficiencia de transferencia de energía, la estimación precisa de la posición de la bobina receptora es un problema clave que debe abordarse. En este artículo, se propone un método de estimación de posición del receptor basado en memoria a corto y largo plazo (LSTM), que utiliza un enfoque basado en datos para establecer un modelo de red neuronal. Al aprender la relación entre los datos de voltaje de series temporales medidos de las bobinas del transmisor y la posición de la bobina receptora, el modelo propuesto puede lograr una estimación precisa de la posición del receptor. En comparación con trabajos anteriores, el método propuesto no requiere comunicación entre el transmisor y el receptor, lo cual es propicio para simplificar la estructura del sistema y reducir costos. Además, el método propuesto basado en LSTM requiere menos derivación de fórmulas complejas y análisis del mecanismo interno del sistema. Finalmente, se construye un prototipo de MTSR-WPT para verificar el método propuesto. Los resultados experimentales muestran que el método propuesto basado en LSTM puede lograr una estimación de posición del receptor de alta precisión. Cuando el receptor se mueve dentro de un rango de 160 mm x 160 mm, el error promedio entre la posición estimada de la bobina receptora utilizando el método propuesto y la posición real de la bobina receptora es inferior a 2.40 mm.