基于有限元分析的磁共振式无线能量传输系统优化研究

本篇论文主要探讨了基于C语言的嵌入式系统编程在磁共振式无线电能传输系统中的应用，特别是通过有限元方法进行理论分析和仿真。在第三章中，作者深入研究了电磁理论在无线能量传输中的核心作用，利用HFSS软件对磁共振系统进行了详细模拟。 首先，章节介绍了有限元方法的基本概念，包括如何计算单个螺旋线圈和耦合螺旋线圈的谐振频率和品质因数。通过绘制耦合螺旋线圈的磁场矢量分布图，研究人员观察到不同间距下系统21S的响应特性，即当发射线圈和接收线圈靠近时，会发生频率分裂，且负载功率在分裂点附近较高。随着两者距离的增加，系统进入欠耦合区域，进一步的距离增大会导致负载功率显著下降。 其次，通过S参数随传输距离的变化图，作者验证了理论分析的结果，即无线能量传输的有效性和效率受到距离的影响。仿真数据与第二章的理论分析相吻合，为设计者提供了实证依据，表明优化线圈参数对于提升系统性能至关重要。 文章还具体展示了不同馈电线圈与谐振线圈间距下的仿真结果，如DST参数分别为0mm、50mm、100mm、150mm和200mm时，对应的传输性能。这些数据对于工程师来说，可以帮助他们找到在特定应用场景下的最佳线圈配置。 整个研究不仅涵盖了电磁理论的基础，还强调了在实际设计中嵌入式系统编程的实践应用，通过C语言编程实现对无线能量传输系统的精细控制和优化。通过这些详细的分析和仿真，论文为高效磁共振式无线电能传输系统的开发提供了有价值的理论支持和技术指导。