《胃腸道微診療裝置無線電能傳輸的魯棒最佳化研究》是依託長沙理工大學，由賈智偉擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：胃腸道微診療裝置無線電能傳輸的魯棒最佳化研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：賈智偉
- 依託單位：長沙理工大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
具備多種用途的胃腸道微診療裝置是胃腸道微創、無創診療技術發展的方向，電能供給是其發展的瓶頸。為解決這一熱點問題，本項目以胃腸道環境下的無線電能傳輸系統為研究對象，對其在胃腸道環境以及為多工作狀態微診療裝置供能過程中的電能傳輸規律和魯棒最佳化方法進行研究。具體內容包括：1.建立動力學模型描述無線電能傳輸系統在胃腸道環境下的電能傳輸規律，以不確定參數刻畫導致電能傳輸不穩定的攝動因素，如人體姿態擾動、副邊線圈姿態和位置變化、負載變化等對電能傳輸的作用機理；2.研究不同工作狀態下微診療裝置的魯棒控制方法、工作狀態改變時控制器的切換規律，以及系統的電氣參數魯棒穩定性邊界條件；3.研究胃腸道內微診療裝置的熱傳導規律及其溫升閾值帶來的安全性邊界條件；4.綜合魯棒穩定性、溫升安全性、電磁生物安全性等邊界條件，建立以傳輸效率為目標的系統電氣參數最佳化模型，為胃腸道無線電能傳輸系統的控制和最佳化設計提供理論依據。
結題摘要
具備多種用途的胃腸道微診療裝置是胃腸道微創、無創診療技術發展的方向，電能供給是其發展的瓶頸。為解決這一熱點問題，本項目以胃腸道環境下的無線電能傳輸系統為研究對象，對其在胃腸道環境以及為多工作狀態微診療裝置供能過程中的電能傳輸規律和魯棒最佳化方法進行了研究。本項目研究成果包括兩個方面的內容： （1）發射線圈與接收線圈拓撲結構分析；（2）接收線圈最佳化設計方法 在第一個方面，以副邊線圈姿態和位置變化為主要因素，刻畫發射線圈與接收線圈的不同拓撲結構對應的電能傳輸波動情況，獲得不同給定條件下，發射線圈與接收線圈的最優拓撲結構。 在第二個方面，綜合魯棒穩定性、溫升安全性、電磁生物安全性等邊界條件，建立了以傳輸效率為目標的系統電氣參數最佳化模型，明確了接收線圈結構與電能傳輸穩定性之間的對應關係，提出了接收線圈結構最佳化的方法，並據此設計了接收線圈的新結構。 最後，結合這兩個方面的研究成果，設計用於動物實驗的發射-接收線圈對，對無線電能傳輸系統傳熱特性、線圈結構與電能傳輸穩定性關係等方面的結論進行了實驗驗證。
