费 倩，王志武*，颜国正，庄浩宇，付文浩

（1. 上海交通大学 电子信息与电气工程学院，上海 200240；2. 上海交通大学 医疗机器人研究院，上海 200240）

1 引 言

随着技术的发展，胃肠道诊疗装置逐渐向智能化、小型化、功能多样化方向发展，目前的最新研究是胃肠道微型机器人，亟需安全、高效、稳定的供能技术支持。电池的寿命短和成本高限制了电池供电设备的发展，所以无线能量传输（Wireless Power Transfer，WPT）技术吸引了越来越多的关注，以规避当前的技术瓶颈［1］。同时，WPT 技术也为胃肠道机器人在人体内连续运动提供了解决方案，同时也能进一步解决生物安全性和供能持久性的问题［2］。

无线能量传输系统是一种很有前途的电能传输技术。但是，如果其系统参数设计不合理，输出功率和传输效率会很低。因此，WPT 的参数优化设计具有重要的研究价值，很多专家学者在这一方面做出了研究。文献［3］在建立的数学模型和差分进化算法的基础上，模拟了输出功率和传输效率随参数的变化，在约束条件下，通过搜索三个参数的最优值来实现效率的最大化。该方法比传统的试错法更有效、更准确，更适合实际的WPT 系统设计。文献［4］采用粒子群优化算法和Pareto 前沿技术，进行感应耦合输电系统的多变量优化设计。通过对常见补偿结构的仿真，对所提出的方法进行了测试。文献［5］提出了一种基于电路仿真的耦合器优化方法，并进一步优化了二次补偿电容以提高系统性能。文献［6］提出了一个用于车载无线供能系统的优化程序，优化的WPT 系统可通过控制功率逆变器的电压向具有变化的充电状态的电池负载供电。……