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考虑老化修正EKF算法的锂电池SOC估计研究

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考虑老化修正EKF算法的锂电池SOC估计研究

作者：李龙军哈尔滨理工大学

学位级别：硕士

电池组使用过程中考虑电池老化问题是对其实现可靠的安全监控关键问题之一。这就需要一套系统能够完高效的成此项任务,电池管理系统(Battery Management System,BMS)应运而生,荷电状态(State Of Charge,SOC)是电池管理系统管理电池组的... 详细信息

电池组使用过程中考虑电池老化问题是对其实现可靠的安全监控关键问题之一。这就需要一套系统能够完高效的成此项任务,电池管理系统(Battery Management System,BMS)应运而生,荷电状态(State Of Charge,SOC)是电池管理系统管理电池组的一个重要参考之一。考虑电池老化因素的锂离子电池SOC的准确估计是BMS监控电池组全生命周期运行状态的关键参数。本文对锂离子电池SOC估计问题进行研究,主要包括:首先,分析了锂电池老化的原理和工作特征,设计相关锂电池的不同倍率充放电实验、电池加速老化实验等。对锂电池进行特性实验,测定标准电流工况下的电压-容量曲线,进行不同放电倍率下电池放电容量实验并标定库伦效率,同时进行电池老化实验得到了电池容量衰减数据,为电池等效模型参数辨识和SOC估计提供数据支持。其次,分析发现电池在循环充放电过程中,利用初始实验数据辨识得到的电池电化学模型精度不断下降,使SOC估算精度误差增大,而利用AEKF算法,同时考虑老化数据对模型参数进行修正,减少由于电池老化所带来的电池SOC估算精度偏差的增大情况,SOC估算方法主要包含:1)为解决因电池老化等因素而带来的电池参数漂移,从而导致电池模型精度下降的问题,除了采用最小二乘法对模型参数进行精确地辨识之外,还需加入基于电压曲线积分的参数辨识和自适应更新噪声的均值和方差等环节。2)为便于对比本文估计SOC分别采用扩展卡尔滤波算法(Extend Kalman Filtering,EKF)与自适应扩展卡尔曼滤波(Adaptive Extended Kalman Filtering,AEKF);与EKF相比,自适应滤波算法的AEKF算法能自动调整噪声方差,进一步降低由于电池老化导致模型参数漂移使SOC估计精度降低的问题。实验结果表明,在电池SOC估计精准度方面AEKF算法要优于EKF算法。最后是搭建硬件平台实现算法的硬化,并进行多工况实验验证算法的有效性。实验表明,本文所设计的BMS可以满足串联电池组SOC估计精度要求。

关键词：锂离子电池老化荷电状态参数辨识卡尔曼滤波

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考虑老化的修正EKF算法估计锂电池SOC

哈尔滨理工大学学报 2022年第4期27卷 125-132页

作者：于智龙李龙军韦康哈尔滨理工大学自动化学院哈尔滨150080 63810部队四川西昌615000

锂电池的荷电状态(State of Charge,SOC)作为电池管理系统(BMS)的基本参数之一,对其进行准确的估计是BMS可靠性和准确性的基础。为了提升SOC的估算精度,提出了一种考虑老化的锂电池SOC估算方法。选择戴维南二阶模型作为锂电池的等效模型... 详细信息

锂电池的荷电状态(State of Charge,SOC)作为电池管理系统(BMS)的基本参数之一,对其进行准确的估计是BMS可靠性和准确性的基础。为了提升SOC的估算精度,提出了一种考虑老化的锂电池SOC估算方法。选择戴维南二阶模型作为锂电池的等效模型,依据实际数据进行参数辨识并验证。然后,考虑到电池老化对模型参数和实际容量的影响,加入总容量校准和遗忘因子改进扩展卡尔曼滤波(Extended Kalman Filter,EKF)算法,使用改进后的EKF算法精确估计电池的SOC。实验结果表明,在EKF算法基础上加入容量校准和模型老化的遗传因子后SOC的估算精度大大提升。

关键词：锂电池电池荷电状态总容量校准扩展卡尔曼滤波遗忘因子

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共享孔径多功能宽带阵列天线研究

西安电子科技大学学报 2016年第4期43卷 147-153页

作者：李龙军王布宏空军工程大学信息与导航学院陕西西安710077

提出了一种基于子阵天线方向图频谱能量匹配的多子阵交错共享孔径宽带阵列天线设计方法.利用直线阵列天线单元激励与方向图之间存在傅里叶变换的关系,推导出子阵天线工作频率与单元激励之间的解析关系,在匹配各子阵天线激励值的基础上,... 详细信息

提出了一种基于子阵天线方向图频谱能量匹配的多子阵交错共享孔径宽带阵列天线设计方法.利用直线阵列天线单元激励与方向图之间存在傅里叶变换的关系,推导出子阵天线工作频率与单元激励之间的解析关系,在匹配各子阵天线激励值的基础上,采用密度加权阵的原理确定子阵天线单元的位置,实现不同工作频率下的子阵天线稀疏交错优化布阵.理论分析与实验仿真证明,该方法能够有效地抑制不同工作频率下子阵天线方向图的旁瓣峰值,使工作在不同频率下稀疏交错布阵的子阵天线方向图旁瓣峰值近似一致,抑制了栅瓣的产生,有效地拓宽了阵列天线的工作频带,实现了宽带阵列天线优化设计.

关键词：能量匹配宽带阵列密度加权阵交错稀疏傅里叶变换

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松散回潮滚筒转速自适应控制系统研究

设备管理与维修 2023年第15期 35-40页

作者：王潇李龙军金世益贵州中烟工业有限责任公司毕节卷烟厂贵州毕节551700

为保证松散回朝滚筒转速满足工艺要求,技术人员会定期对滚筒转速进行验证和调校,因技术人员无法对滚筒转速进行精准验证,只能通过在滚筒上标记,查看一定的时间内滚筒转动的圈数后进行转速换算,同时滚筒转速在正常生产过程中也会因来料... 详细信息

为保证松散回朝滚筒转速满足工艺要求,技术人员会定期对滚筒转速进行验证和调校,因技术人员无法对滚筒转速进行精准验证,只能通过在滚筒上标记,查看一定的时间内滚筒转动的圈数后进行转速换算,同时滚筒转速在正常生产过程中也会因来料的不均匀性而发生波动,影响物料通过时间及烟支感官质量。为此,研究一种滚筒转速自适应控制系统,通过在滚筒上加装工业级传感器,设计专门的电控系统,将采集信号传入PLC输入模块,利用西门子S7软件进行编程,达到滚筒转速精准测量同时通过PLC输出模块对驱动电机进行反馈控制。该系统能够实时测量松散回潮的滚筒转速并实现自动调校,保证设定转速,降低技术人员劳动强度的同时提高过程控制的稳定性,提升产品质量。

关键词：松散回潮滚筒转速自适应产品质量

基于改进迭代FFT算法的均匀线阵交错稀疏布阵方法

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电子与信息学报 2016年第4期38卷 970-977页

作者：李龙军王布宏夏春和空军工程大学信息与导航学院西安710077 北京航空航天大学北京100191

基于孔径空分复用的共享孔径交错稀疏布阵是实现机载多功能天线的有效途径。该文提出一种基于改进迭代FFT算法的均匀线阵交错稀疏布阵方法。基于均匀线阵天线激励与方向图的傅里叶变换关系,通过对目标方向图采样的频谱分析,采用交叉选... 详细信息

基于孔径空分复用的共享孔径交错稀疏布阵是实现机载多功能天线的有效途径。该文提出一种基于改进迭代FFT算法的均匀线阵交错稀疏布阵方法。基于均匀线阵天线激励与方向图的傅里叶变换关系,通过对目标方向图采样的频谱分析,采用交叉选取子阵激励的方法对子阵单元进行稀疏优化布阵,实现了子阵频谱能量的均匀分配,确保了交错稀疏子阵方向图的一致性。在此基础上采用迭代FFT算法对稀疏交错子阵进行联合优化。理论分析与仿真实验表明,相对于基于差集及遗传算法的稀疏交错优化方法,该算法通过较少次数的迭代,可以实现等稀疏率和方向图近似一致的交错稀疏布阵,而且可以获得更低的副瓣电平。

关键词：阵列天线共享孔径稀疏交错迭代FFT 副瓣电平

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稀疏共形阵列天线方向图综合

电子学报 2017年第1期45卷 104-111页

作者：李龙军王布宏夏春和空军工程大学信息与导航学院陕西西安710077 北京航空航天大学北京100191

提出一种基于多任务学习的共形阵列天线稀疏优化方法.该方法在考虑单元方向图的全局旋转变换和单元极化状态差异的情况下,建立了共形阵列天线导向矢量模型,结合多任务学习框架,以均匀分布共形阵列天线同一平面上阵元的方向图作为目标任... 详细信息

提出一种基于多任务学习的共形阵列天线稀疏优化方法.该方法在考虑单元方向图的全局旋转变换和单元极化状态差异的情况下,建立了共形阵列天线导向矢量模型,结合多任务学习框架,以均匀分布共形阵列天线同一平面上阵元的方向图作为目标任务进行学习,通过稀疏向量支撑区的识别,将欠定的阵列流形矩阵方程转换为超定的特征矩阵方程进行求解,在实现阵列方向图逼近的前提下,建立了共形阵列天线阵元激励与位置联合稀疏优化的多任务学习模型.通过分块坐标下降法对稀布共形阵列天线多任务学习模型进行求解,实现了共形阵列天线的稀疏优化布阵.理论分析与实验仿真证明,该方法能有效减少共形阵的单元数量,简化共形阵列天线结构,获得与均匀分布的共形阵列天线性能一致的天线方向图,解决了稀疏共形阵列天线方向图综合优化设计难题.

关键词：共形阵稀疏布阵多任务学习方向图综合

基于多任务贝叶斯压缩感知的稀疏可重构天线阵的优化设计

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电子学报 2016年第9期44卷 2168-2174页

作者：沈海鸥王布宏李龙军空军工程大学信息与导航学院陕西西安710077

建立方向图可重构天线的联合稀疏模型,基于多任务贝叶斯压缩感知理论提出一种稀疏可重构天线阵的优化设计方法.该方法在实现方向图精确重构的同时可以大幅减少天线数量,节省平台空间,降低设计成本.首先基于多任务贝叶斯压缩感知理论建... 详细信息

建立方向图可重构天线的联合稀疏模型,基于多任务贝叶斯压缩感知理论提出一种稀疏可重构天线阵的优化设计方法.该方法在实现方向图精确重构的同时可以大幅减少天线数量,节省平台空间,降低设计成本.首先基于多任务贝叶斯压缩感知理论建立多目标方向图的稀疏优化模型,根据权值向量的先验概率分布,利用快速相关向量机估计超参数的最大后验概率来得到多组阵元位置及其激励,实时改变激励以获得不同方向图的稀疏逼近.仿真验证了该方法能够以较少的阵元个数和较高的方向图拟合精度快速实现方向图重构.

关键词：稀疏布阵方向图可重构天线多任务贝叶斯压缩感知相关向量机

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共享孔径同心圆阵稀疏交错优化布阵方法

电信科学 2023年第2期39卷 145-156页

作者：谷志刚李龙军胡继宽空军通信士官学校辽宁大连116600 中国人民解放军94923部队福建南平354300

同心圆阵列天线具有波束对称、360°方位角扫描、抗干扰能力强等优点,被广泛应用于星载、机载、舰载雷达及飞机声呐等领域。在天线孔径有限的情况下,如何进一步提高同心圆阵的孔径利用率,通过孔径的空分复用,设计出子阵稀疏交错分布的... 详细信息

同心圆阵列天线具有波束对称、360°方位角扫描、抗干扰能力强等优点,被广泛应用于星载、机载、舰载雷达及飞机声呐等领域。在天线孔径有限的情况下,如何进一步提高同心圆阵的孔径利用率,通过孔径的空分复用,设计出子阵稀疏交错分布的多功能同心圆阵列天线,具有较大的研究价值。利用均匀同心圆阵列天线激励与方向图函数存在二维傅里叶-贝塞尔变换关系,基于二维三次插值和密度加权,提出了一种同心圆阵稀疏交错优化布阵的方法。该方法通过对均匀同心圆阵列天线方向图采样值的频谱能量进行分析,采用三次插值的方法,实现了同心圆天线阵列方向图函数到同心圆阵元激励能量的映射转换;基于密度加权的原理,对排序后归一化阵元激励的奇偶交错选取,使得稀疏交错子阵方向图频谱能量均分匹配,实现了同心圆阵的稀疏交错优化布阵设计。仿真结果表明,该方法得到的交错子阵天线具有峰值旁瓣电平低、主瓣宽度窄且方向图性能近似程度高的优点,有效解决了同心圆阵列天线稀疏交错优化布阵的设计难题,实现了两子阵交错的共享孔径多功能同心圆阵列天线设计。

关键词：同心圆阵共享孔径稀疏交错阵三次插值密度加权

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计算机可靠性验证试验方法

系统工程与电子技术 1994年第10期16卷 68-75页

作者：李龙军北京数据技术研究所

可靠性验证试验是衡量设备设计质量水平的有效手段。本文通过实例介绍电子设备可靠性验证试验的理论和方法，该方法将定时截尾和序贯截尾的优势结合起来，具有可操作性、实用性和可行性。

关键词：计算机可靠性验证试验