本发明公开了基于效率优化的激光无线电能传输系统的能量控制方法，属于激光无线电能传输的技术领域。能量控制策略主要由效率最优控制策略和能量管理优化策略组成，效率最优控制策略以使光伏阵列输出功率满足负载和蓄电池功率需求为前提，通过逐步减小激光器输入脉冲电流脉宽的方式搜索系统效率最优工作点，能量管理优化策略以系统效率和系统充电功率为控制目标，进一步减小激光器输入电流脉宽以搜索系统的最优工作点，在搜索系统最优工作点的过程中适当减小激光器的平均输出功率以维持光伏阵列输出电压脉动在其限定范围内，避免电压脉动过大影响光伏阵列效率，进而在满足蓄电池快速充电需求的同时并使系统工作于效率最优点处。
1.基于效率优化的激光无线电能传输系统的能量控制方法，其特征在于，包括：效率最优控制策略和能量管理优化策略，
系统初始化后在效率最优控制策略下运行，效率最优控制策略以使光伏阵列输出功率满足负载和蓄电池功率需求为前提，通过调整激光器输入脉冲电流脉宽及峰值的方式改变激光器瞬时发射光功率，从而调整激光器和光伏阵列的工作点以使系统工作在效率最优点处，仅在激光器输入脉冲电流脉宽未减小至预设的最小脉宽但光伏阵列输出电压脉动已超过限定值时切换至能量管理优化策略，能量管理优化策略以激光器输入脉冲电流的脉宽及峰值为控制变量，以系统效率和系统充电功率为控制目标，进一步减小激光器输入脉冲电流的脉宽以搜索系统的最优工作点，搜索系统最优工作点的过程中适当减小激光器的平均输出功率以维持光伏阵列输出电压脉动在其限定范围内，进而在满足蓄电池快速充电需求的同时并使系统工作于效率最优点处。
2.根据权利要求1所述基于效率优化的激光无线电能传输系统的能量控制方法，其特征在于，所述效率最优控制策略以光伏阵列输出功率和光伏阵列后级母线电压以及激光器输入脉冲电流脉宽为控制变量，以系统效率为控制目标，在使光伏阵列输出功率满足负载和蓄电池的功率需求的前提下确保系统工作在效率最优点处，具体为：在光伏阵列输出功率不满足负载和蓄电池的功率需求时，根据光伏阵列输出功率与其最大值的差值确定激光器输入电流基准的平均值，否则，根据光伏阵列输出功率与其最大值的差值、光伏阵列后级母线电压与其最大值的差值确定激光器输入电流基准的平均值；
在当前时刻系统效率超过前一时刻系统效率时，减小激光器输入脉冲电流下一时刻的脉宽，增加激光器输入脉冲电流下一时刻的峰值以维持光伏阵列输出功率恒定，在当前时刻系统效率未超过前一时刻系统效率时，增大激光器输入脉冲电流下一时刻的脉宽，减小激光器输入脉冲电流下一时刻的峰值以维持光伏阵列输出功率恒定，采样激光器下一时刻激光器的输入功率以确定下一时刻的系统效率，根据系统效率实时调整激光器输入脉冲电流的脉宽，仅在激光器输入脉冲电流脉宽未减小到预设的最小脉宽但光伏阵列输出电压脉动已超过限定值时切换至能量管理优化策略。
3.根据权利要求1或2所述基于效率优化的激光无线电能传输系统的能量控制方法，其特征在于，能量管理优化策略以激光器输入脉冲电流的脉宽及峰值为控制变量，以系统效率和系统充电功率为控制目标，进一步减小激光器输入脉冲电流的脉宽以搜索系统的最优工作点，搜索系统最优工作点的过程中适当减小激光器的平均输出功率以维持光伏阵列输出电压脉动在其限定范围内，进而在满足蓄电池快速充电需求的同时并使系统工作于效率最优点处，具体为：在当前时刻系统效率和系统充电功率的加权值超过其最大值且当前时刻的系统效率大于或等于光伏阵列最大输出电压脉动对应的系统效率时，以当前时刻的加权值为其最大值，以当前时刻激光器输入脉冲电流脉宽为激光器输入脉冲电流脉宽的最优值，以当前时刻激光器输入脉冲电流峰值为激光器输入脉冲电流峰值的最优值，然后，进一步减小激光器输入脉冲电流下一时刻的脉宽，调整激光器输入脉冲电流下一时刻的峰值以维持光伏阵列输出电压脉动在其限定范围内，在激光器输入脉冲电流下一时刻的脉宽小于预设的最小脉宽时，反馈激光器输入脉冲电流脉宽及峰值的最优值为系统最优工作点，
否则，采样激光器下一时刻激光器的输入功率和光伏阵列的输出功率以确定下一时刻的加权值，根据加权值实时调整激光器输入脉冲电流的脉宽及峰值；
在当前时刻系统效率和系统充电功率的加权值未超过其最大值或当前时刻的系统效率小于光伏阵列最大输出电压脉动对应的系统效率时，减小激光器输入脉冲电流下一时刻的脉宽，调整激光器输入脉冲电流下一时刻的峰值以维持光伏阵列输出电压脉动在其限定范围内，根据激光器输入脉冲电流脉宽实时反馈最优控制变量或采样激光器下一时刻激光器的输入功率和光伏阵列的输出功率。
4.根据权利要求2所述基于效率优化的激光无线电能传输系统的能量控制方法，其特征在于，根据光伏阵列输出功率与其最大值的差值确定激光器输入电流基准的平均值，具体为：对光伏阵列输出功率与其最大值的差值进行PI反馈调节。
5.根据权利要求2所述基于效率优化的激光无线电能传输系统的能量控制方法，其特征在于，根据光伏阵列输出功率与其最大值的差值、光伏阵列后级母线电压与其最大值的差值确定激光器输入电流基准的平均值，具体为：分别对光伏阵列输出功率与其最大值的差值、光伏阵列后级母线电压与其最大值的差值进行PI反馈调节得到光伏阵列输出功率偏差的PI调节值、光伏阵列后级母线电压偏差的PI调节值，以光伏阵列输出功率偏差的PI调节值和光伏阵列后级母线电压偏差的PI调节值的累加值为激光器输入电流基准的平均值。
6.根据权利要求3所述基于效率优化的激光无线电能传输系统的能量控制方法，其特征在于，当前时刻系统效率和系统充电功率的加权值由表达式：
计算，J(n)为当前时刻的系统效率和系统充电功率加权值、η*(n)、 分别为当前时刻系统效率、系统充电功率的标幺值，a和b为当前时刻系统效率、系统充电功率标幺值的加权系数， Pin_avg(n)、Ppv_avg(n)分别为当前时刻激光器的输入功率、光伏阵列的输出功率，Pbat(n)、Pbat_max(n)分别为当前时刻系统中蓄电池的充电功率及设定的最大充电功率。
基于效率优化的激光无线电能传输系统的能量控制方法
技术领域
[0001] 本发明公开了基于效率优化的激光无线电能传输系统的能量控制方法，属于激光无线电能传输的技术领域。
背景技术
[0002] 随着电气设备的日益普及，以接触导电为主的传统供电模式存在着移动性差、不安全可靠等问题。尤其是在用电设备和供电系统存在相对移动的系统中，为满足物理接触需要较多的附加设备，给用电设备的应用带来了不便，而无线激光电能传输具有传输距离远、定向性好的优点，适合于对无人机、坦克、车辆等快速移动目标进行非接触充电。
[0003] 如图1所示的激光无线电能传输系统，电网或储能单元中的电能经激光电源提供给激光发射端中的激光器，激光器将电能转换成激光后传输出去，激光接收端中的高聚光型光伏电池将高能量密度的激光转换成电能，这些电能再经功率变换器变换后提供给负载和蓄电池。目前，在不考虑激光空间传输损耗和系统跟瞄损耗的情况下，系统整体效率最高也只有14％左右，其中，激光器和光伏阵列的能量转换效率较低，系统整体效率低限制了该项技术的实际应用。因此，针对激光器和光伏阵列整体进行研究，提高系统整体效率以满足移动电气设备快速、高效供电的需求是研究激光无线电能传输技术的核心。
[0004] 目前，对激光无线电能传输技术的研究多集中在系统各部分性能的提升方面，而从系统整体性能角度出发的研究较少。由于激光在大气中传输会因大气折射、气溶胶散射吸收等原因损失光功率，光功率损失导致了系统供电不稳定、效率降低。因此需要对发射端和接收端进行有机结合以实现系统能量的协调控制。
[0005] 此外，目前的系统中多采用效率高的半导体激光器，由半导体激光器特性可知其输出功率和电光转换效率均与其输入电流成正比关系，这就意味着系统在整个工作范围内并不能时刻保证工作在效率最优的工作点，尤其在传输较低功率的情况下效率较低。因此，基于以上效率随工作点变化而变化的考虑，需从系统的角度优化激光器和光伏阵列的工作点以使其在任何条件下始终获得最优转换效率，从而提高系统整体转换效率。
[0006] 综上，探索系统效率优化的关键因素及规律，并提出系统能量管理策略，以提升系统供电的稳定性和高效性，对发展激光无线电能传输基础理论和关键技术的研究具有重要理论意义和实际应用价值。
发明内容
[0007] 本发明的发明目的是针对上述背景技术的不足，提供了基于效率优化的激光无线电能传输系统的能量控制方法，在保证系统各能源之间功率平衡的同时提高了系统整体的转换效率，解决了目前缺乏针对激光无线电能传输系统进行能量管理的技术问题。
[0008] 本发明为实现上述发明目的采用如下技术方案：
[0009] 基于效率优化的激光无线电能传输系统的能量控制方法，包括：效率最优控制策略和能量管理优化策略，
[0010] 系统初始化后在效率最优控制策略下运行，效率最优控制策略以使光伏阵列输出功率满足负载和蓄电池功率需求为前提，通过调整激光器输入脉冲电流脉宽及峰值的方式改变激光器瞬时发射光功率，从而调整激光器和光伏阵列的工作点以使系统工作在效率最优点处，仅在激光器输入脉冲电流脉宽未减小至预设的最小脉宽但光伏阵列输出电压脉动已超过限定值时切换至能量管理优化策略，
[0011] 能量管理优化策略以满足蓄电池快速充电需求并使系统工作于效率最优点处为目标，通过逐步减小激光器输入脉冲电流脉宽的方式进一步调整系统工作点以提高系统效率，通过减少激光器输入脉冲电流峰值的方式减少激光器平均发射光功率以维持光伏阵列输出电压的脉动在其限定范围内。
[0012] 作为基于效率优化的激光无线电能传输系统的能量控制方法的进一步优化方案，效率最优控制策略以光伏阵列输出功率和光伏阵列后级母线电压以及激光器输入脉冲电流脉宽为控制变量，以系统效率为控制目标，在使光伏阵列输出功率满足负载和蓄电池的功率需求的前提下确保系统工作在效率最优点处，具体为：
[0013] 通过反馈控制改变激光器输入电流基准的平均值以保证光伏阵列输出功率满足负载和蓄电池的功率需求：在光伏阵列输出功率不满足负载和蓄电池的功率需求时，根据光伏阵列输出功率与其最大值的差值确定激光器输入电流基准的平均值，否则，根据光伏阵列输出功率与其最大值的差值、光伏阵列后级母线电压与其最大值的差值确定激光器输入电流基准的平均值；
[0014] 基于扰动法的思想，通过改变激光器输入电流脉宽的方式确定系统效率最优点：在当前时刻系统效率超过前一时刻系统效率时，减小激光器输入脉冲电流下一时刻的脉宽，增加激光器输入脉冲电流下一时刻的峰值以维持光伏阵列输出功率恒定，[0015] 在当前时刻系统效率未超过前一时刻系统效率时，增大激光器输入脉冲电流下一时刻的脉宽，减小激光器输入脉冲电流下一时刻的峰值以维持光伏阵列输出功率恒定，[0016] 采样激光器下一时刻激光器的输入功率以确定下一时刻的系统效率，根据系统效率实时调整激光器输入脉冲电流的脉宽，仅在激光器输入脉冲电流脉宽未减小到预设的最小脉宽但光伏阵列输出电压脉动已超过限定值时切换至能量管理优化策略。
[0017] 作为基于效率优化的激光无线电能传输系统的能量控制方法的进一步优化方案，能量管理优化策略以激光器输入脉冲电流的脉宽及峰值为控制变量，以系统效率和系统充电功率为控制目标，进一步减小激光器输入脉冲电流的脉宽以搜索系统的最优工作点，搜索系统最优工作点的过程中适当减小激光器的平均输出功率以维持光伏阵列输出电压脉动在其限定范围内，进而在满足蓄电池快速充电需求的同时并使系统工作于效率最优点处，具体为：
[0018] 在当前时刻系统效率和系统充电功率的加权值超过其最大值且当前时刻的系统效率大于或等于光伏阵列最大输出电压脉动对应的系统效率时，以当前时刻的加权值为其最大值，以当前时刻激光器输入脉冲电流脉宽为激光器输入脉冲电流脉宽的最优值，以当前时刻激光器输入脉冲电流峰值为激光器输入脉冲电流峰值的最优值，然后，进一步减小激光器输入脉冲电流下一时刻的脉宽，调整激光器输入脉冲电流下一时刻的峰值以维持光伏阵列输出电压脉动在其限定范围内，
[0019] 在激光器输入脉冲电流下一时刻的脉宽小于预设的最小脉宽时，反馈激光器输入脉冲电流脉宽及峰值的最优值为系统最优工作点，
[0020] 否则，采样激光器下一时刻激光器的输入功率和光伏阵列的输出功率以确定下一时刻的加权值，根据加权值实时调整激光器输入脉冲电流的脉宽及峰值；
[0021] 在当前时刻系统效率和系统充电功率的加权值未超过其最大值或当前时刻的系统效率小于光伏阵列最大输出电压脉动对应的系统效率时，减小激光器输入脉冲电流下一时刻的脉宽，调整激光器输入脉冲电流下一时刻的峰值以维持光伏阵列输出电压脉动在其限定范围内，根据激光器输入脉冲电流脉宽实时反馈最优控制变量或采样激光器下一时刻激光器的输入功率和光伏阵列的输出功率。
[0022] 作为基于效率优化的激光无线电能传输系统的能量控制方法的再进一步优化方案，根据光伏阵列输出功率与其最大值的差值确定激光器输入电流基准的平均值，具体为：对光伏阵列输出功率与其最大值的差值进行PI反馈调节。
[0023] 作为基于效率优化的激光无线电能传输系统的能量控制方法的再进一步优化方案，根据光伏阵列输出功率与其最大值的差值、光伏阵列后级母线电压与其最大值的差值确定激光器输入电流基准的平均值，具体为：分别对光伏阵列输出功率与其最大值的差值、光伏阵列后级母线电压与其最大值的差值进行PI反馈调节得到光伏阵列输出功率偏差的PI调节值、光伏阵列后级母线电压偏差的PI调节值，以光伏阵列输出功率偏差的PI调节值和光伏阵列后级母线电压偏差的PI调节值的累加值为激光器输入电流基准的平均值。
[0024] 作为基于效率优化的激光无线电能传输系统的能量控制方法的更进一步优化方案，当前时刻系统效率和系统充电功率的加权值由表达式： 计算，J(n)为当前时刻的系统效率和系统充电功率加权值、η*(n)、 分别为当前时刻系统效率、系统充电功率的标幺值，a和b为当前时刻系统效率、系统充电功率标幺值的加权系数，Pin_avg(n)、Ppv_avg(n)分别为当前时刻激光器的输入功
率、光伏阵列的输出功率，Pbat(n)、Pbat_max(n)分别为当前时刻系统中蓄电池的充电功率及设定的最大充电功率。
[0025] 本发明采用上述技术方案，具有以下有益效果：
[0026] (1)考虑到现有技术中针对激光无线电能传输系统进行能量管理的研究较少，本发明提出一种基于效率优化的激光无线电能传输系统的能量控制策略，主要由效率最优控制策略和能量管理优化策略组成，其中，效率最优控制策略以使光伏阵列输出功率满足负载和蓄电池功率需求为前提，通过逐步减小激光器输入脉冲电流脉宽的方式搜索系统效率最优工作点，能量管理优化策略以系统效率和系统充电功率为控制目标，进一步减小激光器输入电流脉宽以搜索系统的最优工作点，在搜索系统最优工作点的过程中适当减小激光器的平均输出功率以维持光伏阵列输出电压脉动在其限定范围内，避免电压脉动过大影响光伏阵列效率，进而在满足蓄电池快速充电需求的同时并使系统工作于效率最优点处，整个能量控制方法在保证负载和蓄电电池所需的能量的前提下优化LD脉冲输入电流的脉宽以提高系统效率，提升了系统供电的稳定性和高效性；
[0027] (2)考本发明所提出的能量管理策略简洁方便，计算量小，模式之间切换平滑，免去了复杂的逻辑切换。
附图说明
[0028] 图1是激光电能传输系统的通用结构图；
[0029] 图2是连续/脉冲模式下LD效率与其平均输出光功率关系曲线图；
[0030] 图3是光伏阵列在连续/脉冲光照射下的效率曲线图；
[0031] 图4是激光器和光伏阵列整体的效率曲线图；
[0032] 图5是能量管理优化策略的控制流程图；
[0033] 图6是激光无线电能传输系统能量管理的实验结果图。
具体实施方式
[0034] 下面结合附图对发明的技术方案进行详细说明。
[0035] 图1所示的激光无线电能传输系统中，半导体激光器(Laser Diode,LD)将电能转换成激光，激光经自由空间传输至远端的光伏接收器。在接收端，光伏阵列将激光重新转换成电能，该电能经过变换器的变换后提供给负载和储能单元。其中，LD是电流注入型器件，不同特征的输入电流对其效率有着明显的影响。
[0036] 图2为连续/脉冲模式下LD效率与其平均输出光功率关系曲线，由图可知，LD在输入电流为脉冲电流的情况下效率更优，且在相同输出光功率的情况下，电流脉宽越小效率越高。
[0037] 图3为光伏阵列在连续/脉冲光照射下的效率曲线，由图可知，随着平均入射的光功率越大，光伏阵列的热效应越严重，其效率越低，且光伏阵列在连续光照射下效率更优，而脉冲光照射下，光脉宽越窄，光伏阵列效率越低。
[0038] 根据图2和图3可得系统中激光器和光伏阵列整体的效率(光伏阵列输出平均功率与激光器平均输入功率之比)曲线，如图4所示，由图可知，LD输入电流的脉宽是影响整体电能传输效率的因素，且在传输相同光功率的情况下，电流脉宽越小效率越高。因此能量管理策略的任务就是优化LD脉冲输入电流的脉宽，在保证负载和蓄电电池所需的能量的前提下提高系统效率。
[0039] 基于效率优化的能量控制策略图1所示，主要由效率最优控制策略和能量管理优化策略组成，其中，效率最优控制策略以使光伏阵列输出功率满足负载和蓄电池功率需求为前提，通过逐步减小激光器输入脉冲电流脉宽的方式搜索系统效率最优工作点。能量管理优化策略以系统效率和系统充电功率为控制目标，在进一步减小激光器输入电流脉宽，在搜索系统最优工作点的过程中，通过适当减小激光器的平均输出功率以维持光伏阵列输出电压脉动在其限定范围内，避免电压脉动过大影响光伏阵列效率，进而在满足蓄电池快速充电需求的同时并使系统工作于效率最优点处。
[0040] 基于效率优化的能量控制策略主要基于图4所示的激光器和光伏阵列整体的效率曲线来优化LD脉冲输入电流的脉宽，从而提高系统的效率。主要控制思想为：在保证激光器平均发射功率(即光伏阵列提供给负载和蓄电池能量不变)的情况下，通过优化LD脉冲输入电流的脉宽和峰值来改变激光器发射功率的瞬时值，从而调整激光器和光伏阵列整体的工作点，使系统整体工作效率最优。
[0041] 系统首先工作在效率最优控制策略，为保证光伏阵列输出功率满足负载和蓄电池功率需求，如图1所示，选择光伏阵列输出功率Ppv及光伏阵列后级母线电压Vo作为控制变量，以激光器输入电流基准的平均值iDC_ref作为控制目标。当光伏阵列的输出功率不能满足负载和蓄电池充电所需功率的总和时，系统接收端的母线电压(即光伏阵列后级母线电压Vo)将不会超过所允许的最大值V_max，二极管D阻断，光伏阵列输出功率Ppv与预设的光伏阵列输出功率最大值P_max进行比较后所得的误差经PI反馈调节后将作为激光器输入电流基准的平均值。当系统接收端母线电压Vo大于所允许的最大值V_max时，意味着光伏阵列的输出功率大于负载和蓄电池充电所需功率的总和，此时PI调节器2的输出将为负值，使二极管D导通，PI调节器2的输出作为调整信号使注入激光器的电流基准的平均值iDC_ref减小，即减小激光器的输出功率，从而降低光伏阵列的输出功率。
[0042] 在保证激光器平均输出光功率一定的前提下，逐渐减小激光器输入电流脉宽，使得激光峰值功率增加，效率增加，但光伏阵列输出电压的脉动也随之增加，由于系统接收端母线电压的脉动增加，使得光伏阵列偏离最大功率点的情况越严重，从而影响效率的提升，因此光伏阵列输出电压的脉动ΔVpv必须限制在一个合理范围内。当激光器输入电流脉宽未减小至预设的最小脉宽但光伏阵列输出电压脉动超过限定值ΔVpv_max时(如图4中A点所示)，能量管理优化策略切换至能量管理优化策略。
[0043] 能量管理优化策略的基本控制思想为：假设系统整体工作在图4所示的A点时，若继续减小LD输入电流的脉宽，如图4中所示的B点和C点，光伏阵列输出电压脉动将超过限定值，为在控制光伏阵列输出电压脉动的同时进一步提高系统整体效率，在如B点和C点小脉宽的情况下，控制策略将通过牺牲部分蓄电池的充电功率(但负载功率不变)，即逐渐减小光功率的峰值直至ΔVpv≤ΔVpv_max,如图4中所示的D点和E点来提高系统整体效率。相对于D点，E点处的脉宽更小，效率更高，但为保证相同的光伏阵列输出电压脉动ΔVpv，激光器的平均发射功率将较小，即牺牲的充电功率较多。因此针对诸如D点和E点的情况，将通过加权公式对提高的效率和牺牲的充电功率进行权衡，从而确定出同时满足高效率和快速充电目的的系统最优工作点。具体加权公式如下：
[0044]
[0045] 式中，a和b为加权系数，η*(n)和 为当前时刻系统效率、系统充电功率的标幺值，具体为：
[0046]
[0047]
[0048] 在式(2)和(3)中，Pin_avg(n)、Ppv_avg(n)分别为当前时刻激光器的输入功率、光伏阵列的输出功率，Pbat(n)、Pbat_max(n)分别为当前时刻系统中蓄电池的充电功率及设定的最大充电功率。
[0049] 综上所述，基于效率优化的能量控制策略的控制流程图如图5所示，具体实现方法如下：
[0050] 通过判断接收端负载和蓄电池所需功率是否变化，决定控制策略是否运行，初始化阶段，设定激光器输入电流脉宽为1，即为平直的连续电流，该电流幅值设定为通过反馈控制得到的平均电流基准iDC_ref；
[0051] 在光伏阵列输出电压脉动满足：ΔVpv≤ΔVpv_max时，系统工作在效率最优控制策略，在保证光伏阵列平均输出功率Ppv_avg一定的情况下，通过扰动观察法调节激光器脉冲输入电流的脉宽D大小来提高系统效率η，在这一过程中，当系统效率η随脉宽D的减小而逐渐增加时，为保证光伏阵列平均输出功率Ppv_avg不变，激光器输入电流峰值iref也相应的增加，导致光伏阵列电压脉动ΔVpv增加，而越大的ΔVpv使得光伏阵列偏离最大功率点的情况越严重，从而影响效率的提升，因此当ΔVpv>ΔVpv_max时，系统将切换至能量管理优化策略；
[0052] 当系统进入能量管理优化策略时，控制策略将继续减小激光器输入电流脉宽D，以搜索效率更优的工作点，在这一过程中，对于某一特定的激光器输入电流脉宽D，控制策略将减小激光器输出功率的峰值，通过牺牲部分的蓄电池充电功率，来保证光伏阵列输出电压脉动满足：ΔVpv≤ΔVpv_max，同时达到提高系统效率的目的，对于不同激光器输入电流脉宽D对应的工作点，往往效率的提高伴随着系统充电快速性的降低，因此为保证高效率和快速充电的目的，控制策略将通过加权公式(1)比较这些不同激光器输入电流脉宽下的工作点，从而确定出系统最优的工作点。
[0053] 本发明的一个具体实例如下：以一个激光器峰值功率50W，光伏阵列峰值输出功率1W为例，图6为通过激光无线电能传输系统能量管理的实验结果。图中虚线为不考虑光伏阵列输出电压脉动的情况下，即系统只工作在效率最优控制策略下，系统效率随激光器输入电流脉宽的曲线。可见在保持光伏阵列输出平均功率为0.9W不变的情况下，随着脉宽的减小，系统效率增加，但在脉宽为0.45个周期处，系统效率增量减少，其主要原因为较大的光伏阵列输出电压脉动使得光伏阵列偏离最大功率点的情况较为严重。图中实线为考虑光伏阵列输出电压脉动的情况下，即系统在脉宽为0.55个周期处由效率最优控制策略切换到能量管理优化策略的情况，系统效率随激光器输入电流脉宽的曲线。可见在脉宽为0.55和
0.45个周期处，为提高系统效率的同时保证光伏阵列输出电压脉动处于一个合理的范围，控制策略相应的减小了光伏阵列的输出功率，最终根据加权公式选择了脉宽为0.55个周期为系统的最佳工作点。
