基于改进型发射线圈的无线能量传输系统优化

胶囊内镜机器人无线能量传输的性能易受到尺寸、安全性等诸多因素的影响。为使机器人胶囊在这些限制下依然能够安全稳定地接收能量,采用修正Helmholtz线圈作为系统的发射线圈。以SS型补偿系统为例,建立了关于初次级线圈匝数、线圈半径和系统谐振频率的效能积模型。以温升条件及电磁安全性限制为约束,建立能量传输系统优化的数学模型。采用改进的混合差分进化算法对系统进行优化设计,并对优化后的参数进行样机实验验证与电磁安全性仿真分析。结果表明,优化后的系统接收功率达1.59 W,传输效率达12.0%,系统的位置稳定性与电磁安全性均满足使用要求。