一种基于随机森林预测模型的IPT系统多参数辨识方法

本发明属于无线电能传输，更具体地，涉及一种基于随机森林预测模型的ipt系统多参数辨识方法。

背景技术：

1、近年来，无线电能传输技术凭借其供电灵活、取电安全、无导线连接等优势，受到了国内外众多学者的关注与研究。其中，感应式电能传输(ipt)系统在近场条件下具有传输效率高、传输功率大等特点，因此在电动汽车、智能家电、轨道交通等多个领域得到了应用。

2、在实际应用场景中，例如电动汽车等移动设备的充电过程，由于充电设备的移动特性，使得ipt系统的负载和互感参数会不断发生变化。然而，系统负载和互感参数的变化将导致系统工作频率的漂移以及传输功率和传输效率的降低。为了使系统保持较好的传输性能，需要运用适当的反馈控制机制以提高系统的鲁棒性。然而，反馈控制方法通常需要实时获取系统互感、负载等参数信息以确保系统的高效和稳定运行，因此系统的参数辨识问题成为了无线电能传输领域当前研究的热点。

3、当前在ipt系统参数辨识领域中，绝大多数的方法都需要预先掌握ipt系统中各个元件的实际参数。在此基础上，通过监测原边电路中电流、电压等参数，进而估计出系统的负载和互感参数。然而，要预先掌握ipt系统各元件的实际参数是十分困难的，由于受到生产制程的差异、元器件老化等因素的影响，系统的实际参数值可能与设计标称值存在一定偏差，这将使得基于系统参数设计值的参数估计方法所获得的互感与负载参数值存在误差，进而影响系统的高效和稳定的运行。

技术实现思路

1、针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种基于随机森林预测模型的ipt系统多参数辨识方法，由此解决参数辨识不准确的技术问题。

2、为实现上述目的，本发明提供了一种基于随机森林预测模型的ipt系统多参数辨识方法，包括步骤：

3、根据系统的等效电路电路模型确定原边电流线圈电流与n项待辨识参数的关系式,n项待辨识参数包括系统互感和n-1项副边参数，根据关系式确定的取值范围，表示辨识n项待辨识参数时需要测量个不同频率条件下的原边线圈电流值；

4、构建n个随机森林预测模型，每个随机森林预测模型用于根据个不同频率条件下的原边线圈电流值输出n项待辨识参数中的一项参数辨识值，n个随机森林预测模型输出n项待辨识参数的全部辨识值；

5、构建仿真样本数据集，利用仿真样本数据集对n个随机森林预测模型进行训练，采集个不同频率条件下的原边线圈电流测量值并输入训练后的n个随机森林预测模型，获得n项待辨识参数的全部辨识值。

6、优选地，所述根据关系式确定的取值范围包括步骤：

7、对关系式在n项待辨识参数的参数变化区间内的任意值处进行一阶泰勒展开；

8、根据一阶泰勒展开后的关系式列出个不同频率条件下的非齐次线性方程组；

9、确定非齐次线性方程组存在唯一解时的的取值范围。

10、优选地，所述构建仿真样本数据集，利用仿真样本数据集对n个随机森林预测模型进行训练包括步骤：

11、分别为n个随机森林预测模型构建各自对应的仿真样本数据集，仿真样本数据集中每个样本都包括个不同频率条件下的原边线圈电流值和对应待辨识参数的仿真值；

12、利用每个随机森林预测模型对应的仿真样本数据集对对应随机森林预测模型进行训练。

13、优选地，≥n。

14、优选地，所述ipt系统包括dlcc补偿网络，所述dlcc补偿网络包括原边串联补偿电感、原边串联补偿电容、原边并联补偿电容、副边串联补偿电感、副边串联补偿电容和副边并联补偿电容,n=7，≥7。

15、优选地，7项待辨识参数包括线圈互感以及副边各项参数，表示副边线圈电感，表示副边线圈内阻，为负载等效电阻。

16、优选地，原边电流线圈电流与n项待辨识参数的关系式为：

17、；

18、其中，表示逆变器工作频率，表示逆变器谐振频率，为原边线圈上的电流，为逆变器输出电压的基波分量，表示复数单位，表示原边线圈电感，表示原边线圈内阻。

19、总体而言，本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，在线识别时只需将一组测量的原边线圈电流有效值输入经过训练的预测模型，便可获得系统中多项待求参数的估计值。

1.一种基于随机森林预测模型的ipt系统多参数辨识方法，其特征在于，包括步骤：

2.如权利要求1所述的一种基于随机森林预测模型的ipt系统多参数辨识方法，其特征在于，所述根据关系式确定的取值范围包括步骤：

3.如权利要求1所述的一种基于随机森林预测模型的ipt系统多参数辨识方法，其特征在于，所述构建仿真样本数据集，利用仿真样本数据集对n个随机森林预测模型进行训练包括步骤：

4.如权利要求1所述的一种基于随机森林预测模型的ipt系统多参数辨识方法，其特征在于，≥n。

5.如权利要求1所述的一种基于随机森林预测模型的ipt系统多参数辨识方法，其特征在于，所述ipt系统包括dlcc补偿网络，所述dlcc补偿网络包括原边串联补偿电感、原边串联补偿电容、原边并联补偿电容、副边串联补偿电感、副边串联补偿电容和副边并联补偿电容,n=7，≥7。

6.如权利要求5所述的一种基于随机森林预测模型的ipt系统多参数辨识方法，其特征在于，7项待辨识参数包括线圈互感以及副边各项参数，表示副边线圈电感，表示副边线圈内阻，为负载等效电阻。

7.如权利要求6所述的一种基于随机森林预测模型的ipt系统多参数辨识方法，其特征在于，原边电流线圈电流与n项待辨识参数的关系式为：