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基于融合模型的锂离子电池荷电状态联合估算技术研究

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基于融合模型的锂离子电池荷电状态联合估算技术研究

作者：林加顺中国矿业大学

学位级别：硕士

锂离子电池凭借循环寿命长、能量密度高、无污染等特点被广泛应用于新能源存储中,是实现低碳经济的重要助力。精确估算电池荷电状态(state of charge,SOC)能够辅助电池管理系统实现安全高效的能量管理策略,延长电池使用寿命。本文以目... 详细信息

锂离子电池凭借循环寿命长、能量密度高、无污染等特点被广泛应用于新能源存储中,是实现低碳经济的重要助力。精确估算电池荷电状态(state of charge,SOC)能够辅助电池管理系统实现安全高效的能量管理策略,延长电池使用寿命。本文以目前新能源存储中应用广泛的磷酸铁锂电池作为研究对象,对其开路电压(open circuit voltage,OCV)特性、建模方案以及SOC估算方法展开研究。准确的OCV-SOC曲线是保证锂离子电池建模精度的基础。本文分析了静置法与涓流法获取OCV-SOC曲线的原理,通过实验分析发现,静置法与涓流法在获取磷酸铁锂电池OCV-SOC曲线时分别存在无法描述非静置点OCV特性与极化效应影响的缺陷。针对该问题,本文提出了一种高精度磷酸铁锂电池OCV-SOC曲线获取方法,该方法以分段形式拟合涓流放电曲线为优化对象,基于静置法测量数据与一阶RC等效电路模型设计约束条件,采用差分进化方法寻优获取OCVSOC优化曲线。经实验验证,所提方法能够精确模拟锂离子电池OCV特性。电池模型作为锂离子电池外特性的集中数学表达形式,是进行SOC估算研究的重要基础。本文介绍了目前应用广泛的四种等效电路模型,通过分析比较选取结构简单、精度较高的二阶RC等效电路模型作为研究对象。在此基础上,分析了递推最小二乘法(recursive least square,RLS)辨识电池模型的原理与过程,通过实验发现,使用RLS算法辨识获取的二阶RC等效电路模型难以有效区分大、小时间常数RC环节,并且模型在精度与适应性方面仍存在一定提升空间。针对该问题,本文提出了一种融合模型构建方案,利用加权平均优化方法融合多个电池模型获取大RC环节与欧姆内阻参数,然后将融合参数作为约束因子使用RLS算法针对性地辨识电池模型剩余参数。经实验验证,所提方案能够提供更为准确的参数辨识结果,并提高电池模型的精度与适应性。在SOC估算部分,本文着重研究了滑模观测器(sliding mode observer,SMO)算法与粒子滤波(particle filter,PF)算法的SOC估算原理,研究结果表明:PF算法的抗噪能力强,但存在粒子退化与贫化问题;SMO算法对模型参数扰动具有较强鲁棒性,但对系统噪声敏感。基于上述分析,本文提出了一种具有初值补偿功能的滑模观测器与粒子滤波联合SOC估算,该方法基于PID控制理论设计SOC初值补偿策略,提升算法收敛速度,然后以粒子滤波为优化对象,在粒子扩散过程中引入电压观测值,模拟滑模观测器的方式引导粒子向高似然区域移动以兼顾二者优势。实验结果表明,所提算法在正常环境、噪声扰动、模型参数扰动、SOC初值误差扰动以及不同测试工况下均可准确估算电池SOC,极大地提升了SOC估算算法的精度与适应性,具有一定实用价值。

关键词：锂离子电池电池建模 SOC估算粒子滤波滑模观测器

一种联合PID控制与扩展卡尔曼滤波的磷酸铁锂电池荷电状态估算方法

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电网技术 2023年第4期47卷 1623-1631页

作者：周娟林加顺吴乃豪杨晓全周专张子尧中国矿业大学电气工程学院江苏省徐州市221008

锂离子电池作为新能源存储的载体,是执行“双碳”目标的重要助力,精确估算电池荷电状态(state of charge,SOC)能够有效辅助电池管理,进而延长电池使用寿命。针对卡尔曼滤波类算法的SOC估算效果受磷酸铁锂电池特性制约的问题,该文提出一... 详细信息

锂离子电池作为新能源存储的载体,是执行“双碳”目标的重要助力,精确估算电池荷电状态(state of charge,SOC)能够有效辅助电池管理,进而延长电池使用寿命。针对卡尔曼滤波类算法的SOC估算效果受磷酸铁锂电池特性制约的问题,该文提出一种比例积分微分(proportional integral differential,PID)控制与扩展卡尔曼滤波(extended Kalman filter,EKF)联合方法。该方法利用PID控制原理设计SOC初值补偿策略并优化EKF算法的状态变量修正过程,可降低磷酸铁锂电池特性对算法的影响。实验结果表明,与EKF算法相比,所提方法在估算磷酸铁锂电池SOC时拥有更高的估算精度与更快的收敛速度,对电池模型误差与采样噪声表现出较强的鲁棒性。

关键词：磷酸铁锂电池荷电状态扩展卡尔曼滤波比例积分微分控制

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一种高精度磷酸铁锂电池OCV-SOC曲线获取方法

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电源学报 2023年

作者：林加顺周娟吴乃豪杨晓全中国矿业大学电气工程学院

准确的开路电压特性(open circuit voltage-state of charge， OCV-SOC)曲线是保证锂离子电池建模精度的基础。静置法与涓流法在获取磷酸铁锂电池OCV-SOC曲线时分别存在无法描述非静置点OCV特性与极化效应影响的问题，为此，本文基于对... 详细信息

准确的开路电压特性(open circuit voltage-state of charge， OCV-SOC)曲线是保证锂离子电池建模精度的基础。静置法与涓流法在获取磷酸铁锂电池OCV-SOC曲线时分别存在无法描述非静置点OCV特性与极化效应影响的问题，为此，本文基于对磷酸铁锂电池特性的分析，结合静置法与涓流法提出一种高精度磷酸铁锂电池OCV-SOC曲线获取方法。该方法以分段形式拟合的涓流放电曲线为优化对象，基于静置法测量数据与一阶RC等效电路模型设计约束条件，采用差分进化方法寻优获取OCV-SOC优化曲线。实验结果表明，OCV-SOC优化曲线能够精确模拟磷酸铁锂电池的OCV特性。相比静置法获取的OCV-SOC曲线，基于OCV-SOC优化曲线进行的电池建模与SOC估算精度更高，其模型精度提升41.8%，SOC估算精度提升58.3%。

关键词：磷酸铁锂电池开路电压分段拟合差分进化

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嵌入式开放型数控系统的研究

机电信息 2011年第3期 22-23页

作者：林加顺张建瓴可欣荣魏德仙华南农业大学工程学院广东广州510642

将数控系统与嵌入式技术相结合,提出一种基于DSP的嵌入式开放型数控系统的方案。该方案以DSP为核心通过插补算法控制电机驱动器,并采用μC/OS-Ⅱ操作系统,使系统更好的保证控制的实时性以及进行多任务的实时处理。该嵌入式数控系统具有... 详细信息

将数控系统与嵌入式技术相结合,提出一种基于DSP的嵌入式开放型数控系统的方案。该方案以DSP为核心通过插补算法控制电机驱动器,并采用μC/OS-Ⅱ操作系统,使系统更好的保证控制的实时性以及进行多任务的实时处理。该嵌入式数控系统具有结构精简优化、实时性强、稳定可靠、软硬件可裁剪等特点。

关键词： DSP 嵌入式系统插补算法

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从哪里探索当代中国哲学的道路

吉林大学社会科学学报 2025年第1期 8-11+234页

作者：李德顺中国政法大学

2024年10月13日，在吉林大学召开了纪念高清海先生逝世20周年的学术研讨会。此次会议的主题“创建中华民族自己的哲学理论”引起了我的回忆：20年前，由高清海老师发起，《吉林大学社会科学学报》组织了一个专栏，高老师亲自联系，让我...

2024年10月13日，在吉林大学召开了纪念高清海先生逝世20周年的学术研讨会。此次会议的主题“创建中华民族自己的哲学理论”引起了我的回忆：20年前，由高清海老师发起，《吉林大学社会科学学报》组织了一个专栏，高老师亲自联系，让我也写一篇。我于是很认真地写了一篇，题目是《马克思主义哲学研究的学科自觉和理论志气》,那时候我还在中国社会科学院哲学研究所工作。

关键词：

基于空间光调制器的焦点扫描光学非线性测量方法

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激光与光电子学进展 2025年

作者：赵玉杰史祎然梁轩铭李德顺陈永强方宇吴幸智吴泉英宋瑛林江苏省高校低碳能源高效转化与利用重点实验室苏州科技大学物理科学与技术学院哈尔滨工业大学物理系

本文提出了一种基于液晶空间光调制器的f扫描改进方法。通过对入射光束相位的程序控制实现脉冲光束焦点沿任意方向的连续变化，并以此实现f扫描。针对液晶空间光调制器相位调制深度不连续而引起的次焦点现象，引入了光强修正，并在ZnSe... 详细信息

本文提出了一种基于液晶空间光调制器的f扫描改进方法。通过对入射光束相位的程序控制实现脉冲光束焦点沿任意方向的连续变化，并以此实现f扫描。针对液晶空间光调制器相位调制深度不连续而引起的次焦点现象，引入了光强修正，并在ZnSe材料中进行了实验验证。理论和实验研究表明，该方法相比Z扫描技术，避免了因样品移动产生的不便和光束准直问题。同时，该方法克服了传统f扫描技术对共轴光学系统的精密要求和焦距变化范围小的问题，在简化实验复杂程度的基础上实现了材料三阶光学非线性的有效测量。

关键词：相位调制 f扫描 Z扫描非线性吸收非线性折射

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小学科学区域主题教研的实践形式

教学与管理 2025年第2期 29-33页

作者：史加祥上海市金山区教育学院上海201508

《义务教育科学课程标准(2022年版)》明确科学课程要在整体设计的基础上开展主题教研,创新教研方式和手段,提高针对性与实效性,为教师专业发展提供服务和引领。区域在调查分析教师对科学教育教学改革的专业需求的基础上,探究当前教研活... 详细信息

《义务教育科学课程标准(2022年版)》明确科学课程要在整体设计的基础上开展主题教研,创新教研方式和手段,提高针对性与实效性,为教师专业发展提供服务和引领。区域在调查分析教师对科学教育教学改革的专业需求的基础上,探究当前教研活动中存在的问题与矛盾,设计了基于“多层次支持系统”的主题教研组织框架,细化形成了工作坊、同伴辅导和导师指导等活动方式,在整体分层设计和互动、个性的推进中提升了科学教师对新课标的理解与认识,发展了素养导向下课堂教学实践的能力,为学生核心素养的发展奠定了坚实基础。

关键词：区域主题教研主题教研科学课程标准多层次支持系统教师专业素养

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论“连”字句中的“都”和“也”

世界汉语教学 2025年第1期 77-85页

作者：邓川林北京外国语大学中国语言文学学院

“连”字句关联对比成分，并将其置于语用量级的最低点，从而得到带有极性语义的量级含义。其中副词“都”具有内在的极性语义，构成绝对的语用量级；而“也”需要与其他成分共同表达外在的极性语义，构成相对的语用量级。因此“也”更... 详细信息

“连”字句关联对比成分，并将其置于语用量级的最低点，从而得到带有极性语义的量级含义。其中副词“都”具有内在的极性语义，构成绝对的语用量级；而“也”需要与其他成分共同表达外在的极性语义，构成相对的语用量级。因此“也”更多用于复杂句式；“都”对于句法条件的要求没有“也”那么苛刻，可以更自由地用于简单句式。“连”字句中“都”“也”语义的差别带来用法的不同，有助于理解词项与构式之间的互动关系。

关键词： “连”字句量级含义极性语义 “都” “也”

国家农业绿色发展先行区化肥减量效果评估——兼论化肥减量与粮食安全的关系

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中国农业资源与区划 2025年

作者：张志新杨在顺周家乐山东理工大学经济学院

[目的]化肥减量化作为国家农业绿色发展先行区的重点任务之一，是从源头防控农业面源污染、促进农业绿色转型的有力支撑，因此评估先行区政策的化肥减量效果以及对粮食安全的潜在影响具有重要意义。[方法]文章使用2011—2020年江苏、浙... 详细信息

[目的]化肥减量化作为国家农业绿色发展先行区的重点任务之一，是从源头防控农业面源污染、促进农业绿色转型的有力支撑，因此评估先行区政策的化肥减量效果以及对粮食安全的潜在影响具有重要意义。[方法]文章使用2011—2020年江苏、浙江、山东、河南和湖北71个地级市面板数据，构建多期双重差分模型评估了国家农业绿色发展先行区化肥减量的政策效果，并使用门槛效应等方法讨论了先行区化肥减量与粮食安全的关系。[结果]（1）先行区政策能有效降低化肥施用强度，并且推广有机肥的替代效应以及发展高效肥料的技术进步效应是先行区政策促进化肥减量的重要机制。（2）先行区政策仅对稻区和高财政支农水平地区的化肥减量有显著的促进作用。（3）在有机肥和高效肥料发展水平较高的城市，先行区政策能显著提高粮食总产量。进一步分析发现，随着粮食单产水平提高，先行区化肥减量效果越强。当粮食单产超过6 185.7 kg/hm2的门槛值时，先行区政策的化肥减量效果才开始显现。这说明，先行区基本完成粮食生产任务后，政策重心将由保障粮食产量转向促进化肥减量。[结论]应当持续开展国家农业绿色发展先行区成果评估与创建工作，增强先行区的示范带动效应。同时，把握好化肥减量与粮食安全的关系，制定稳步合理的化肥减量目标，加快推广及高效用肥技术和有机肥替代工程。

关键词：国家农业绿色发展先行区化肥减量有机肥新型肥料粮食生产安全