检索结果-南通市图书馆

作者：吴超太原理工大学

学位级别：硕士

随着人口老龄化加剧,各种重大疾病频发,越来越多的人需要使用组织器官移植的手段来恢复健康、延续生命。然而不幸的是,目前器官的捐赠数量远远达不到病人的需求量,而且异体器官移植的患者也会因为免疫排斥反应需要长期服用药物,3D生物... 详细信息

随着人口老龄化加剧,各种重大疾病频发,越来越多的人需要使用组织器官移植的手段来恢复健康、延续生命。然而不幸的是,目前器官的捐赠数量远远达不到病人的需求量,而且异体器官移植的患者也会因为免疫排斥反应需要长期服用药物,3D生物打印正是为解决这个问题产生的。本课题紧跟这一热点,在综合研究现有生物打印技术的基础上,初步开发了一套3D生物打印机控制系统,包括控制硬件与软件的设计,并对其中所涉及到的关键控制算法进行了研究。首先,以STM32ZET6为主控制器,依据对控制系统硬件的模块划分,详细设计了每一个功能模块,包括串口通信模块、喷头运动控制模块、温度控制模块、喷头挤出控制模块和电源模块,并叙述了其具体工作原理,搭建了整体硬件实物。其次,重点研究了电机控制算法和温度控制算法,在基本的S型控制曲线上进行优化与改进,并根据主控制器硬件特性实现了电机加减速控制的应用;针对传统pid控制的响应速度慢、对非线性系统控制效果差等不足,采取变论域与自适应模糊pid控制相结合的控制策略予以优化,以提高温度控制性能。接着分别在Microsoft Visual Studio和MDK编程环境下进行上位机和下位机软件的开发,完成了控制系统软件设计。最后,在搭建的控制系统平台上进行相关测试实验,包括温度控制实验和实物打印实验。测试结果表明,使用三种控制算法将载物台温度从室温调节设定温度,所设计的变论域模糊pid控制器控制效果最好;实物打印控制精度较高,可达到0.1mm,能够满足目前打印需求。系统整体运行可靠、打印质量较好,验证了所设计控制系统的有效性。

关键词： 3D生物打印控制系统加减速控制变论域模糊pid

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基于DSP的级联式数字开关电源研究

基于DSP的级联式数字开关电源研究

作者：邵庆辉安徽工业大学

学位级别：硕士

开关电源是现代电气设备稳定可靠工作的重要组成部分。随着用电设备对电源性能要求的不断提高,传统模拟控制方式的开关电源逐渐被数字开关电源取代。DSP技术的发展亦为先进控制理论及复杂控制算法的实现提供了强有力的支持。本文针对高... 详细信息

开关电源是现代电气设备稳定可靠工作的重要组成部分。随着用电设备对电源性能要求的不断提高,传统模拟控制方式的开关电源逐渐被数字开关电源取代。DSP技术的发展亦为先进控制理论及复杂控制算法的实现提供了强有力的支持。本文针对高校电源实验装置体积大、电压等级高、灵活性差的现状,研究并设计了以TI DSP为核心控制器的级联式数字开关电源实验平台。该实验平台具有宽电压输入、可调输出、抗干扰性强、稳定性好等优点,将极大方便高校学生进行电源类相关实验。本文主要研究内容如下:(1)详细分析了前级Flyback变换器与后级Buck变换器的工作原理。在此基础上,分别建立了Flyback电路和Buck电路的开环和闭环小信号模型。(2)在控制策略方面引入了峰值电流控制与变论域模糊pid控制,详细分析了变论域模糊pid控制算法的控制机理,引入变论域模糊控制算法设计了一种变论域模糊pid控制器以提升系统的动态性能。(3)完成了级联式变换器的闭环设计,分析了前级Flyback变换器闭环输出阻抗与后级Buck变换器的闭环输入阻抗的关系,引入了基于禁区理论的阻抗比稳定性判据,验证了级联式系统的稳定性。(4)在MATLAB/SIMULINK仿真环境下建立了级联式电源系统仿真模型,验证了级联式系统的稳定性。同时,验证了变论域模糊pid控制算法比传统pid控制算法具有更好的控制效果,有效改善了系统动态性能。(5)完成了级联式数字开关电源的软硬件设计。根据系统性能指标,选择了TMS320F28027作为核心控制器,在硬件方面对高频变压器、主拓扑电感电容参数选择、驱动电路、采样电路、保护电路、辅助电源、液晶显示电路等进行了研究与设计。同时采用C语言设计了基于TMS320F28027的软件程序。最后,搭建了实验样机并进行了整机软硬件调试。实验结果与仿真结果基本一致,验证了本文所提方案的可行性。

关键词： DSP 开关电源级联式系统变论域模糊pid

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光伏发电系统最大功率点跟踪控制策略研究

光伏发电系统最大功率点跟踪控制策略研究

作者：孔飞沈阳工业大学

学位级别：硕士

由于环境污染以及煤炭、石油等不可再生能源的匮乏,追求低碳生活大力发展清洁能源成为当今社会的趋势,太阳能逐步成为未来清洁能源发展的主要方向。在对太阳能的开发过程中发现,多变的环境因素导致了光伏电池组件的输出功率不能稳定在... 详细信息

由于环境污染以及煤炭、石油等不可再生能源的匮乏,追求低碳生活大力发展清洁能源成为当今社会的趋势,太阳能逐步成为未来清洁能源发展的主要方向。在对太阳能的开发过程中发现,多变的环境因素导致了光伏电池组件的输出功率不能稳定在最佳运行状态,如何提高光伏电池组件的发电效率是光伏发电系统中的关键问题。本文围绕提高光伏发电系统的输出效率对光伏最大功率点跟踪(Maximum Power Point Tracking,MPPT)控制算法进行研究。首先,根据光伏电池的工作原理,结合光伏电池单元的电路拓扑图及特性对其进行数学模型的搭建,并建立了光伏电池的工程数学模型,在此基础上搭建了光伏电池的仿真模型,分析了光照强度和温度对光伏电池输出特性的影响。其次,从变换器的特性和电路结构两方面对光伏系统主电路DC/DC变换电路进行研究分析,依据光伏电池需升压和变阻抗的需求选用Boost作为系统主电路,并对其参数进行设计。然后,分析研究了传统和智能两类最大功率点跟踪控制算法,对比其各自的优缺点。针对扰动观察法在最大功率点附近产生震荡的现象及模糊pid算法中模糊规则和论域范围无法随着外界环境变化而调整的不足,在模糊pid算法的基础上结合变论域思想,改进了常规的模糊pid控制策略。最后,搭建了扰动观察法、模糊pid及变论域模糊pid三种控制策略的仿真模型,并分别在标准测试及光照强度和温度反复变化的条件下进行仿真分析。仿真结果表明,变论域模糊pid不但有效降低了传统扰动观察法在最大功率点处的震荡问题,还弥补了模糊规则和论域范围无法随着外界环境的变化而调整的不足,并且能在环境条件产生变化时快速稳定在最大功率点,有效地提高了光伏发电系统的输出效率,具有良好的动态和稳态性能。

关键词：光伏发电最大功率点跟踪 DC/DC变换电路变论域模糊pid

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直角坐标型弧焊机器人机构与控制方法研究

直角坐标型弧焊机器人机构与控制方法研究

作者：廖强哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

随着工业生产对自动化要求的不断提升,移动焊接机器人结构与控制方法的研究成为了焊接领域的热点。本文针对工业生产中常见的类直线焊缝和大曲率焊缝,结合焊接环境中存在的地面不平整特点,设计一款在激光视觉引导下,能够自主完成焊缝跟... 详细信息

随着工业生产对自动化要求的不断提升,移动焊接机器人结构与控制方法的研究成为了焊接领域的热点。本文针对工业生产中常见的类直线焊缝和大曲率焊缝,结合焊接环境中存在的地面不平整特点,设计一款在激光视觉引导下,能够自主完成焊缝跟踪任务的移动焊接机器人,包括机器人结构设计和控制系统的研究。本文的主要研究内容包括:首先基于机器人的实际工作环境和待焊工件的特点来设计移动焊接机器人的运动执行机构,包括移动平台、磁吸附机构和焊枪精确微调机构。由于待焊工件是横向变化小的焊缝,而实际焊接环境中地面又不平整,所以本文研究了一种新型的四轮并联直行移动平台,避免了机器人在焊接过程中因地面不平整导致车轮悬空,机器人打滑的问题;同时为了增强机器人的重心稳定性,基于正弦机构原理设计了可调节磁吸附机构;焊枪精确微调机构利用安装在移动平台上的十字滑台机构。然后,在移动焊接机器人结构设计的基础上,对其进行ADAMS运动学仿真,验证结构设计的合理性。其次,对移动焊接机器人进行运动学建模。针对移动焊接机器人的结构特点,分别对移动平台和焊枪精确微调机构进行运动学分析。结合点激光视觉传感器结构和原理,对焊缝坡口扫描图像的滤波方法进行了研究,并基于“由繁到简”特征提取思想,所有焊缝都可以看作I型和V型焊缝的几何叠加,分别通过斜率极值法和斜截距法进行特征点提取,并通过MATLAB进行算法验证。在特征点提取的基础上,基于最小二乘法直线拟合对焊缝进行焊道重构,结合移动焊接机器人逆运动学给出了焊缝实时位置纠偏的控制算法。在焊缝跟踪控制方法上,采用变论域模糊pid控制。焊缝跟踪过程是非线性时变系统,传统的pid控制效果不理想,因此,本文将模糊控制和pid控制结合起来,设计了自整定模糊pid控制。为了进一步提高控制精度,在模糊pid控制器上加入基于函数的论域自调整伸缩因子机构,设计了变论域模糊pid控制。然后,通过MATLAB/SIMULINK模块对传统pid控制器和变论域模糊pid控制器进行了对比,验证了变论域模糊pid控制的优越性。搭建移动焊接机器人平台,通过基于格拉姆矩阵的五点标定法进行了机器人手眼标定。最后,在机器人平台上进行焊缝跟踪,平均跟踪精度0.15mm,达到了工业焊接焊缝跟踪精度,验证了机器人结构和算法的可行性。

关键词：焊缝跟踪四轮并联点激光视觉传感器特征提取变论域模糊pid

基于RTDS的励磁调节器动态特性分析及自适应优化研究

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基于RTDS的励磁调节器动态特性分析及自适应优化研究

作者：孙若愚河北工业大学

学位级别：硕士

励磁调节器是同步发电机励磁控制系统的重要组成部分,对发电机乃至电力系统的稳定性具有重要影响。采用实时数字仿真系统（RTDS）搭建硬件在环（HIL）实验平台可实现励磁调节器的性能检测与动态特性分析,同时新型智能化励磁调节器的调... 详细信息

励磁调节器是同步发电机励磁控制系统的重要组成部分,对发电机乃至电力系统的稳定性具有重要影响。采用实时数字仿真系统（RTDS）搭建硬件在环（HIL）实验平台可实现励磁调节器的性能检测与动态特性分析,同时新型智能化励磁调节器的调试验证也离不开RTDS的帮助。本文首先设计了HIL实验方案,根据试验方案利用RTDS、功率放大器以及我们自主设计组装的励磁调节器搭建了HIL仿真实验平台,对励磁调节器的pid与PSS环节进行了频域辨识,在频域辨识结果与计算结果吻合的基础上,针对某两机无刷机组进行建模,开展了空载工况试验与负载工况试验。闭环试验证明该励磁调节器动态响应特性符合行业标准要求,同时也证明该平台具备励磁调节器HIL仿真实验测试能力。励磁调节器的参数配置对励磁控制效果有着重要的影响,目前传统的励磁系统仍采用普通pid控制方式,该方式其结构简单,容易实现,具有一定的鲁棒性。但是在兼顾动态特性与稳态精度的前提下,选择一套理想的固定pid参数并不容易,因此需要对pid参数进行实时在线修正,使系统在动态过程中快速的跟随给定,在稳态时保持较高的精度,同时提高抗干扰能力。模糊pid控制可以对参数自适应修正,但是存在着量化因子以及比例因子初值整定困难的问题。本文提出将变论域模糊pid控制策略引入励磁调节器,实现pid参数在线动态过程中自适应修正,并且通过伸缩因子使论域伸缩变换,使其控制效果更加平滑,进而改善模糊控制器的控制效果。同时在Simulink中仿真测试证明变论域模糊pid控制效果优于模糊pid及普通pid。最后编写模糊控制程序替代主控单元TMS320F28335芯片中pid单元,进行HIL试验测试。对于双通道励磁调节器,其中Ⅰ通道主控单元采用并联pid控制策略,Ⅱ通道主控单元采用变论域模糊pid控制策略。开展HIL试验验证时,Ⅰ、Ⅱ通道分别单通道运行,以实现对两种控制策略下励磁控制效果对比及分析。实验证明,采用变论域模糊pid控制策略可以在一定程度上改善励磁调节器的调节特性,如减小超调量,增大响应速度等,并且变论域模糊pid励磁调节器的鲁棒性更好,具有在线自适应调整能力。

关键词：励磁调节器实时数字仿真系统硬件在环平台变论域模糊pid 伸缩因子

多区域互联高渗透率光伏混合发电系统的频率控制策略研究

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多区域互联高渗透率光伏混合发电系统的频率控制策略研究

作者：张鑫河南理工大学

学位级别：硕士

近年来光伏发电占比量不断增加。随着光伏发电渗透率的提高,电网调频能力不断下降。此外用户对电能质量和供电可靠性的需求使得高渗透率混合电力系统逐渐由集中式大型电网向区域互联式电力系统转变。因此研究多区域互联高渗透率光伏并... 详细信息

近年来光伏发电占比量不断增加。随着光伏发电渗透率的提高,电网调频能力不断下降。此外用户对电能质量和供电可靠性的需求使得高渗透率混合电力系统逐渐由集中式大型电网向区域互联式电力系统转变。因此研究多区域互联高渗透率光伏并网时电网的调频策略与方法,提升电网频率控制的快速性和稳定性是十分必要的。针对多区域互联光伏混合发电系统频率不稳定,且pid、模糊逻辑、模糊pid等传统方法不能兼顾控制速度与稳定性的问题,本文提出一种基于鲸鱼捕食算法的变论域模糊pid负荷频率控制策略,可以有效提高系统电能频率控制效果,具有更快的控制速度和更小的稳态误差。具体研究内容如下:首先建立了直流全耦合的四区域互联高渗透率光伏混合发电系统模型。综述了多区域互联高渗透率光伏混合发电系统频率控制面临的问题和电力系统频率控制技术研究现状,对其中负荷频率控制(load frequency control,LFC)技术概念进行介绍。对光伏混合火力发电系统的基本组成进行分析并线性化处理,利用Simulink平台搭建单区域互联光伏混合发电系统模型,又以多区域互联高渗透率光伏混合发电系统状态空间模型为基础,搭建直流全耦合的四区域互联高渗透率光伏混合发电系统模型。其次以直流全耦合的四区域互联高渗透率光伏混合发电系统模型为控制对象进行频率控制策略研究。本文介绍了三大类LFC控制算法,并以pid法、模糊逻辑法和模糊pid法为代表进行了研究,通过Simulink搭建具有LFC控制模块的四区域互联高渗透率光伏混合发电系统模型,得出相应的输出电流频率仿真波形,并对其进行分析和评价。最后,基于对三大类LFC算法的优缺点分析,尤其是传统方法控制速度较慢与超调量较大的劣势,提出基于鲸鱼捕食算法的变论域模糊pid负荷频率控制策略。为了验证该策略,通过Simulink搭建仿真模型,并与pid、模糊逻辑、模糊pid进行对比分析,证实了所提控制策略具有更短的稳定时间与更小的稳态误差,具有一定的优越性、有效性。本文共含图片72张,表格9个,参考文献77篇。

关键词：光伏并网频率控制 LFC控制算法变论域模糊pid

面向盾构管片生产的移动机器人智能控制系统研究

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面向盾构管片生产的移动机器人智能控制系统研究

作者：胡博河北工业大学

学位级别：硕士

目前市场上的移动机器人大多是轻量化、小型化的设备,轻负载型移动机器人可移载货物的重量较小,很难满足工业生产中重型货物的搬运要求,而重载型移动机器人具有大尺寸、高承载、高稳定性的特点,完美地解决了这一问题。本文基于盾构管片... 详细信息

目前市场上的移动机器人大多是轻量化、小型化的设备,轻负载型移动机器人可移载货物的重量较小,很难满足工业生产中重型货物的搬运要求,而重载型移动机器人具有大尺寸、高承载、高稳定性的特点,完美地解决了这一问题。本文基于盾构管片厂重型货物的搬运需求和自动化生产需求,设计并研发了一款重载移动机器人的控制系统:构建了重载移动机器人的硬件控制平台;将变论域思想和模糊pid算法相结合,提出了一种变论域模糊pid算法作为重载移动机器人路径跟踪的控制算法,实现了对重载移动机器人实时路径跟踪的精确控制,相较于常规模糊pid算法,其具有更高的精确性、实时性和稳定性;开发了重载移动机器人的监控调度系统,实现了管片生产的全自动化。本文主要研究内容如下:首先,根据移动机器人控制系统的要求,明确了移动机器人控制系统的设计目标,介绍了移动机器人的结构组成,并对移动机器人的车架进行了设计与有限元分析,在此基础上设计了移动机器人硬件控制系统,采用模块化思想将移动机器人控制系统硬件分解为主控模块、驱动模块、磁导航模块、RFID定位模块、无线通信模块、安全装置模块,通过对各功能模块的分析与设计,完成了移动机器人硬件平台的搭建。其次,对移动机器人的运动状态进行分析,建立了移动机器人的运动学模型,在此基础上,针对常规模糊pid算法在重载移动机器人路径跟踪控制中控制精度不高的问题,将变论域方法和模糊pid算法相结合,提出了一种变论域模糊pid算法作为重载移动机器人路径跟踪控制的控制算法,最后对常规pid控制器、常规模糊pid控制器以及变论域模糊pid控制器进行仿真和实际实验,仿真和实际实验结果均表明,变论域模糊pid控制器的控制效果最好,其响应速度快、波动少、变化平稳,使得系统具有更高的实时性、精确性和稳定性。然后,分析了重载移动机器人监控调度系统的功能需求,建立了监控调度系统数据库,设计了移动机器人的主程序,制定了移动机器人与监控调度系统之间的通信协议,在此基础上,采用C#语言开发了移动机器人监控调度系统软件,完成了移动机器人软件平台的搭建。最后,在重载移动机器人样机上对控制系统进行测试和检验。对移动机器人分别进行常规pid控制、常规模糊pid控制和变论域模糊pid控制下的路径跟踪测试,测试结果表明,相较于常规pid算法和常规模糊pid算法,在变论域模糊pid算法的控制下,移动机器人在进行路径跟踪时具有更高的实时性、精确性和稳定性;对移动机器人进行精准停车测试,测试结果表明,移动机器人在空载和负载两种情况下的停车定位精度均小于10 mm,满足盾构管片厂的实际要求;对移动机器人进行任务调度测试,测试结果表明,移动机器人可以按照指定路径完成监控调度系统发送的运输任务。综上,本文针对重载移动机器人所设计的控制系统、控制算法以及相应的监控调度系统,满足盾构管片厂的实际应用需求,并在盾构管片厂的实际应用中取得了良好的应用效果。

关键词：移动机器人控制系统路径跟踪变论域模糊pid 监控调度系统

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电子轴凹版印刷机动态过程的建模与同步控制

电子轴凹版印刷机动态过程的建模与同步控制

作者：李平西安科技大学

学位级别：硕士

随着凹印产品市场份额的扩大,电子轴凹版印刷机得到了广泛的应用,人们对印刷速度、印刷精度和抗干扰性能要求越来越高。经过众多学者的研究,稳态过程的性能得到了进一步提升,而加速和受干扰等动态过程的性能仍有待提高,动态过程的性能... 详细信息

随着凹印产品市场份额的扩大,电子轴凹版印刷机得到了广泛的应用,人们对印刷速度、印刷精度和抗干扰性能要求越来越高。经过众多学者的研究,稳态过程的性能得到了进一步提升,而加速和受干扰等动态过程的性能仍有待提高,动态过程的性能也是衡量电子轴凹版印刷机性能的一项重要指标,因此对电子轴凹版印刷机的动态过程进行建模与同步控制具有非常重要的意义。为了提高动态过程的同步性能和抗干扰性能,本文以电子轴凹版印刷机动态过程为研究对象,根据印刷工艺和工作原理,分析了其加速和受干扰等动态过程中存在的张力不稳定和同步误差较大等问题,建立了动态过程的误差模型。并且设计了虚拟主轴同步控制策略和变论域模糊pid控制算法对系统进行控制,虚拟主轴同步控制策略根据每个色组电机反馈的实际运行状态调整各个电机的输入量,变论域模糊pid控制器根据系统的不同运行阶段改变输入输出论域,对系统进行实时调整。最后搭建了实验平台进行控制策略和控制算法的移植,验证其性能。仿真和实验结果表明,本文所建立的模型能够很好地描述动态过程的特性,将虚拟主轴同步控制策略和变论域模糊pid控制算法相结合应用在电子轴凹版印刷机系统中,能够减小动态过程的同步误差,提高动态过程的印刷精度和抗干扰性能。

关键词：动态过程虚拟主轴变论域模糊pid 电子轴凹版印刷机

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爆胎汽车协调控制策略研究

爆胎汽车协调控制策略研究

作者：刘维桂林电子科技大学

学位级别：硕士

爆胎会使汽车的稳定性受到很大的影响,同时爆胎后汽车很容易发生偏航。目前对爆胎汽车的控制大部分为单一控制,很难保证对汽车稳定性控制的同时又能提高汽车的轨迹跟踪能力,本文在稳定性控制基础上提出一套针对爆胎汽车进行协调控制的方... 详细信息

爆胎会使汽车的稳定性受到很大的影响,同时爆胎后汽车很容易发生偏航。目前对爆胎汽车的控制大部分为单一控制,很难保证对汽车稳定性控制的同时又能提高汽车的轨迹跟踪能力,本文在稳定性控制基础上提出一套针对爆胎汽车进行协调控制的方案,对汽车的制动和转向进行协调控制,使爆胎汽车既能保持其稳定性又能提高汽车的轨迹跟踪能力。主要研究内容如下:1)基于汽车动力学软件Car Sim设计了用于仿真汽车的整车模型以及汽车行驶的工况和道路环境模型。2)利用Unitire轮胎模型与汽车动力学软件Carsim联合建立爆胎实验仿真平台,建立八自由度汽车模型,在双移线和蛇形工况下对仿真平台进行实验对比验证,并在直行和弯道工况下进行各轮胎爆胎仿真实验,得出前轮爆胎比后轮爆胎更危险的结论。3)建立汽车的理想二自由度模型,采用了差动制动的控制方法,利用模糊滑模控制算法设计了爆胎汽车稳定性控制系统,根据制动力分配策略将横摆力矩分配到各轮上。通过设计不同爆胎工况进行控制仿真实验,证明了差动制动稳定性控制方法的正确性。4)采用主动转向的方法对爆胎汽车运动轨迹进行控制,利用变论域模糊pid算法,根据爆胎汽车实际运行轨迹与目标轨迹比较,不断调整模糊论域的范围,从而对pid参数进行整定,使爆胎汽车的轨迹误差变得更小。5)设计协调控制策略将差动制动控制方法与主动转向控制方法进行联合控制,根据质心侧偏角与纵向速度的大小来调整差动制动与主动转向的权重,通过对汽车进行爆胎实验,得出了协调控制比差动制动稳定性控制效果要好的结论。本文创新点如下:1)分析汽车稳定性的表征参数,通过控制汽车的质心侧偏角和横摆角速度使爆胎汽车维持稳定,并设计模糊滑模控制算法,利用模糊控制原理对横摆力矩进行有效补偿,提高了稳定性控制系统的鲁棒性。2)利用变论域模糊pid设计主动转向控制系统,并结合稳定性控制系统,设计了爆胎汽车协调控制系统,根据汽车的行驶状态,分配二者的权重系数,使协调控制系统能够有效地控制爆胎过程中汽车的稳定性和轨迹跟踪能力。

关键词：爆胎协调控制模糊滑模控制变论域模糊pid

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锂离子电池主动均衡策略的研究与实现

锂离子电池主动均衡策略的研究与实现

作者：付望安徽理工大学

学位级别：硕士

出于对能源危机的担忧,新能源在全球范围内都加大了使用的力度,为此我国大力推动以锂离子电池为动力源的新能源的使用。锂离子电池靠着其安全、充电效率高的特点受到市场广泛青睐,然而锂离子电池的不一致性造成电池健康状况变差的同时,... 详细信息

出于对能源危机的担忧,新能源在全球范围内都加大了使用的力度,为此我国大力推动以锂离子电池为动力源的新能源的使用。锂离子电池靠着其安全、充电效率高的特点受到市场广泛青睐,然而锂离子电池的不一致性造成电池健康状况变差的同时,会大大的降低整个电池组的性能甚至引发事故。针对现存的锂离子电池组存在不一致性的问题,采用均衡控制电路模块,可以极大地改变电池组不均衡的现象,为此本文基于能量双向传递的串联电感均衡电路,采用变论域模糊pid均衡控制策略,通过搭建仿真模型验证,采取的控制策略可以有效解决电池组不一致性的问题,缩短均衡时间,提高电池组的整体均衡效率。本文主要研究内容为:1.在本文中以选取的三洋锂离子电池为实验研究对象,分析了锂离子电池特性并选择二阶电路模型描述电池运行动态特性,通过实验平台对所选取的电池内等效参数进行了辨识,同时通过软件Matlab对识别出的电池参数进行锂离子物理模型的搭建,检验所识别参数的准确性。在锂离子SOC算法估计方面,针对电池的实际情况选择扩展卡尔曼估计电池SOC,实验结果表明所选择的算法估计偏差在1.25%以内,实验结果较为准确,对电池组提供了均衡评判的标准。2.介绍了基于Buck-Boost拓扑结构的能量双向传递的主动均衡电路,通过均值-差值算法仿真实现了电池组内相邻电池间的能量传递,验证了所选均衡电路拓扑结构能够降低电池组不一致性的可行性。文章介绍了模糊算法,进而介绍模糊pid算法,最后提出了以变论域模糊pid为均衡控制策略,并在Matlab/Simulink中搭建仿真,并通过与模糊pid算法结果进行对比,结果显示电池组在充放电以及搁置均衡的时间上都有一定程度上的减少,从而证实了基于变论域模糊pid算法,能使电路均衡时间极大的缩减,对电池组的均衡速率有进一步的提升。3.根据主动均衡电路结构设计了硬件电路,整体包括主控模块和数据采集模块:电压、电流、温度数据的采集,均衡控制电路模块,通讯模块等。最后介绍了均衡系统的软件,各个子程序以流程图的形式展现。最后搭建实验平台,通过实验测试验证所设计的主动均衡系统能够解决电池组的不一致性问题,达到预期的效果。图[55]表[9]参[76]

关键词：均衡电路锂离子电池伸缩因子变论域模糊pid 硬件电路