基于虚拟仿真技术的铅酸蓄电池充电特性实验设计
铅酸电池快充实验报告
铅酸电池快充实验报告
实验目的:验证铅酸电池的快充特性。
实验原理:
铅酸电池是一种常见的蓄电池类型,由正极铅电极(PbO2)、负极铅电极(Pb)和电解液(稀硫酸)组成。
在正常充放电过程中,硫酸电解液会逐渐转化为水。
而在快速充电的情况下,由于充电电压较高,电解液中的水分解会减少,从而提高了电池的快速充电性能。
实验步骤:
1. 准备材料:铅酸电池、直流电源、万用表。
2. 将电池连接至直流电源的正负极。
3. 设置直流电源的电压为快充电压(通常为1
4.4V)。
4. 使用万用表测量电池的初始电压。
5. 开始快速充电,记录每隔一段时间(例如10分钟)的电压
变化。
6. 直到电池电压达到额定电压(例如13.8V)后,停止充电。
7. 最后记录电池的末端电压。
实验结果:
根据实验记录,可以得到随着快速充电时间的增长,铅酸电池的电压逐步升高,直到达到额定电压。
快速充电时间越长,电池的末端电压越接近额定电压。
实验讨论:
通过实验可以验证铅酸电池的快充特性。
在正常充放电过程中,
电解液中的水会逐渐转为水分解。
而在快速充电的情况下,由于充电电压较高,水的分解会减少,从而提高了电池的快速充电性能。
结论:
通过快充实验,我们验证了铅酸电池的快充特性。
当充电电压较高时,电解液中的水分解减少,可以加快充电速度。
这对于某些应急场合或需要快速充电的设备或车辆具有重要意义。
铅酸蓄电池动态模型参数辨识及仿真验证
铅酸蓄电池动态模型参数辨识及仿真验证李匡成;刘政【摘要】The process of lead-acid battery charging and discharging is a complicated physicochemical reaction. Meanwhile, the inner state of battery is inlfuenced by environment temperature, cycles and so on.Actual-time and accurate handling the state parameters can provide technology support to the smart charging equipment and the battery maintenance. Based on the battery dynamic model in this study, the dynamic parameters are identiifed. Through the experiment and simulation of charging and discharging for battery, verifying the effectiveness of dynamic model and accuracy of recognizing parameters.%铅酸蓄电池的充、放电过程是一个复杂的物理、化学反应体系,同时蓄电池的内部状态还受环境温度、循环次数等诸多因素的影响,实时、准确地掌控蓄电池的状态参数可以为智能充电设备和蓄电池的维护保养提供技术支持。
本文以蓄电池动态模型为基础,对动态参数进行辨识,通过充放电实验和仿真,验证了该动态模型的有效性和参数辨识的准确性。
【期刊名称】《蓄电池》【年(卷),期】2015(000)004【总页数】4页(P170-173)【关键词】铅酸蓄电池;动态模型;参数辨识;荷电状态;等效电路【作者】李匡成;刘政【作者单位】装甲兵工程学院控制工程系,北京 100072;装甲兵工程学院控制工程系,北京 100072【正文语种】中文【中图分类】TM912.10 引言铅酸蓄电池主要的参数有荷电状态 SOC、静止电动势 Em、欧姆内阻 R0、极化电阻 R1 等,而这些参数受大量因素的影响,所以需要建立铅酸蓄电池等效电路模型,并对其中的参数进行参数辨识,以实现对蓄电池参数的准确估计,最后通过仿真验证参数辨识的准确性。
基于模糊控制的铅酸蓄电池智能充电系统设计
① 蓄 电池 各 导 电部 分 均 有 一 定 电 阻 ,当 电 流
通过时会产生欧姆压降 , 即欧 姆 极 化 , 电停止 后 充
会 自行 消 失 : 充 电过 程 中 , ② 由于 化 学 反应 在 极 板 孔 隙 中 生 成硫 酸 .使 其 附近 的 电解 液 相 对 密 度 较
其 他 地 方 略 高一 些 ,这 种 由 电解 液 浓 度 差 异 而 引 起 的 电极 电位 的变 化 , 即浓 差 极 化 。 充 电停 止 后 ,
L u n —h n ,F N Y n c e g IK a gce g A a -h n ,HU X -e E Z o uj ,H u i
(h cd m r oe ocsE gn ei ,B rn 00 2 hn ) T eA ae yo m rdF re nier g e i 10 7 ,C i fA n g a
Ke ywo ds:t rg te ; i elg ntc a g r so a e batr y ntlie h r e; f z o r l uzy c nto
1 引 言
目前 . 酸 蓄 电池 以其 制 造 成 本 低 , 量 大 , 铅 容 价 格 低 廉 的优 点广 泛 应 用 于 国 民经 济 各 领 域 。 但 传 统 充 电技 术 使 蓄 电池 充 电 时 间长 , 具 有 过 充 、 且 欠 充 、 气 等 多 种缺 点 , 不 能适 应 现 代 生产 和 生 析 远 活 的需要 因此 , 如何 实 现 快 速 、 高效 、 损 的 蓄 电 微 池 充 电 。 直 是 蓄 电池 应 用 领 域 最 关 心 的 问题 。 一 传 统控 制 系 统 建 立 在 被 控 对 象 精 确 的数 学 模 型 基础 上 .若 被 控对 象 的数 学模 型 很 复杂 或 较 难 建 立 时 , 制 系统 就 较 难 实 现 。 电池 正属 于这 种 控 蓄 情况. 由于其 充 电过 程 有独 特 的物 理 化 学规 律 , 因 此 考 虑 采 用模 糊 控 制 进 行 蓄 电池 的充 电控 制 l l j 。
蓄电池仿真研究
蓄电池仿真研究一背景铅酸蓄电池是电力系统中一种常用的器件,在以前的仿真中,我们是把它一个电压源替代,但是实际上,电压源是无法准确描述蓄电池的各种工作特性的,尤其对于类似于UPS系统开发中,准确描述蓄电池特性是很重要的,例如放电工作时的端电压变化趋势对于检测电路正常工作,充电时的注入电流变化过程决定充电器的负载特性,等等。
本文的主要目的是介绍运用仿真工具分析蓄电池特性,以及蓄电池仿真模型中各种参数的理解和设置方法。
二蓄电池的基本特性铅酸蓄电池作为一个电化学设备,完整描述其性能是极其复杂的,描述其内部过程是化学领域的任务,我们这里关心的是它在电路中表现出来的外部性能,主要有以下一些。
2.1放电性能当蓄电池给电路供电的时候,处于放电状态,它具有以下一些基本特性。
2.1.1容量限制蓄电池是通过活物质反应产生电荷,当它放电时,这些活物质被消耗,在消耗到一定度以前,蓄电池端电压会维持在某个电平附近(有轻微下降),当超过这个限度,电压会急剧下降。
一般我们用电池以某个恒定电流放电的电压-时间曲线来表示,如图2-1。
通常,我们用一个电压和时间的曲线表示这种放电特性,电压急剧下降的转折点称为“拐点(knee point)”,表示这个时候活物质已经接近消耗殆尽,此时的对应电压称为放电终止电压,在应用中应该设置保护电路防止电池过放电,对应的时间则称为在该放电电流下的放电时间。
2.1.2 放电电流的影响通常电池的容量用安时(A.h)来表示,字面含义可以理解为指放电时间和放电电流的乘积,但是实际上,电池的容量是会随着放电电流而变化的,而且,电池的端电压的也是随着放电电流大小而变化的。
不同放电电流时的端电压--时间关系可以用图2-2表示。
从这个图中得出电池的放电时间和放电电流的关系如图2-3仿真结果可以看出,电池的放电时间和放电电流并非一个线性关系,容量是随着放电电流的加大而减小的。
2.1.3、恢复特性通常,蓄电池放电时会有一个放电终止保护电压,电池端子电压低于这个值,就应该终止放电,蓄电池在放电终止以后,电压会自动回升到某个值,即所谓的“恢复”特性,恢复后的电压和放电程度有关,如图2-4,是通过设定不同放电终止电压,可以看到不同放电深度的恢复特性。
铅酸蓄电池动态等效电路的模型仿真
铅酸蓄电池动态等效电路的模型仿真
铅酸蓄电池动态等效电路的模型仿真报告
本报告通过模型仿真的方法,对铅酸蓄电池的动态等效电路进行分析。
在此报告中,我们首先概述了铅酸蓄电池及其动态等效电路的设计原理,然后介绍了模型的建立及仿真的步骤。
随后,我们根据仿真结果进行了相应分析,并给出了仿真实验的结论。
铅酸蓄电池是一种新型能源储存设备,具有充电快、容量大、使用寿命长等特点,已经被越来越多的人开始使用。
它的动态等效电路包括一个元件:电池,可以用于模拟铅酸蓄电池的供电特性。
为了实现模型仿真,首先建立了铅酸蓄电池动态等效电路仿真模型。
该模型包括一个输入源电压和一个电池元件。
将模型中的参量设置为实际测试环境,然后使用MATLAB/SIMULINK 进行仿真。
经过模拟,我们得到了负向和正向电池放电特性曲线,表明了铅酸蓄电池的动态特性。
通过对仿真结果的分析,可以发现,在正常工作范围内,铅酸蓄电池能够支持一定的功率密度。
随着电压的增加,其功率密度也会随之而降低。
而当电压超出其正常范围时,铅酸蓄电池效率会降低,这时候就需要对其进行恰当的保护。
通过本次模型仿真,我们可以认为:由于动态等效电路模拟了
铅酸蓄电池的工作特性,因此可以更好地了解电池的使用情况,并为之提供更加完善的设计。
综上所述,通过本次模型仿真,我们可以充分地分析和评估铅酸蓄电池的动态特性,以提高其使用效率。
基于MATLABSimulink的电池充放电及均衡虚拟实验系统
·实验技术·基于MATLAB/Simulink 的电池充放电及均衡虚拟实验系统赵慧勇(湖北汽车工业学院 汽车工程学院,十堰 442002)摘要:为了降低实验成本,该文采用MATLAB/Simulink 软件设计了电池组充放电及均衡的虚拟实验系统。
该系统由GUI 界面、Simulink/Simscape 元件组成的仿真模型组成,具有充电、放电、均衡等多种仿真模式,可通过弹出式菜单选择指定模式进行仿真分析,并以曲线的形式显示仿真结果。
系统GUI 界面操作简单,便于学生熟悉电池的充放电特性;Simulink 仿真模型为学生进行均衡设计及算法学习提供实例,有助于提高学生的电池管理系统综合设计能力。
基于该系统,可设计电池充放电虚拟仿真实验、电池均衡虚拟仿真实验两个实验项目,帮助其了解电池特性,熟悉电池均衡方法。
关 键 词:电池;仿真模型;虚拟实验;Simulink中图分类号:TP391.9; TM911.3 文献标志码:A DOI: 10.12179/1672-4550.20190463Virtual Experiment System of Battery Charging and Discharging andBalance Based on MATLAB/SimulinkZHAO Huiyong(School of Automotive Engineering, Hubei University of Automotive Technology, Shiyan 442002, China )Abstract: To reduce the experiment cost, a virtual experiment system for battery charging, discharging and equalization is designed using the MATLAB/Simulink software. Consisting of simulation models that are comprised of the GUI (Graphical User Interface) and Simulink/Simscape components, the system has numerous simulation modes, such as charging, discharging and equalization. Simulation analysis can be conducted by choosing designated model through the pop-up menu, and the simulation results are displayed in the form of curves. The GUI is easy to operate, so that students may be familiar with the charging and discharging characteristics of batteries. The Simulink simulation model provides students with examples of balanced design and algorithm learning, which is conducive to improving their integrated design ability of the battery management system. Two experimental projects of battery charging and discharging virtual simulation experiment and battery equalization virtual simulation experiment designed based on this system can improve students' understanding of the characteristics and equalization methods of the battery.Key words: battery; simulation model; virtual experiment; Simulink为应对能源危机与环境污染问题,国家自“十五”以来一直大力发展以电动汽车为主的新能源汽车[1]。
铅酸蓄电池智能充电系统的设计
本文主要介绍了一种铅酸蓄电池智能充电系统的设计过程,包括对蓄电池充电方法的研究和充电系统的设计。
在通过对蓄电池充电原理和充电方法研究的基础上,提出采用恒压限流充电和脉冲充电相结合的充电方法。
这种充电方法可以始终地使充电电流在总体上逼近蓄电池的可接受充电电流曲线,并且在整个充电期间内适时地采取了去除蓄电池极化的措施。
理论研究和实验数据表明,这种充电模式可以大大缩短充电时间,提高充电效率。
在本充电系统的设计过程当中,采用了高频开关电源,主回路由三相整流电路、改进型全桥移相控制的零电压PWM变换电路和能量回馈电路组成,控制回路由SOC196KB单片机最小系统、模拟量检测电路、键盘和显示电路、执行电路组成。
功率开关管选用IGBT,驱动芯片选用EXB841,移相控制芯片选用UC3879。
通过采集蓄电池的端电压、充电电流等参数,送入80C196KB单片机进行分析和处理,得到相应的控制信号,控制主回路IGBT的通断,从而实现蓄电池的智能充电。
实验结果表明,基于80196KB单片机控制的智能充电系统,其效率高、调节时间快的良好充电特性可得到充分发挥,使得蓄电池具有较高的使用容量和较长的循环寿命,可满足电机车动力蓄电池的充电要求,具有良好的应用前景,为提高蓄电池的性能和可靠性提供一条新的、有效的途径。
关键词电机车;铅酸蓄电池;智能充电;80C196KB单片机AbstractThis paper mainly introduces a kind of lead-acid batteries intelligent charging system design process, including the battery charging method of research and charging system design. In the battery principle and charging methods on the basis of study, the paper proposes the constant pressure and pulse current limiting charging charging combination of charging methods. This kind of charging methods can always to recharge current in overall approximation battery acceptable charging electric current curve, and throughout the charging period timely adopted remove battery polarization measures. Theoretical and experimental data shows that this model can greatly shorten charging charging time and improve charging efficiency.In this charging system design process, adopts the high frequency switching power supply, the main circuit by three-phase rectifier circuit, improved the whole bridge phase shifting control ZVS PWM transform circuit and energy feedback circuit, control circuit 80C196KB composed by single chip minimize system, analogue detection circuit, keyboard and display circuit, executive circuit composed. The power switch tube choose IGBT, drive chip choose EXB841, phase shifting control chip choose UC3879. By collecting and analyzing the battery voltage, charging current parameters such as 80C196KB microcontroller, to analyze and processing, obtained the corresponding control signal, the control of main loop IGBT hige, thus realize battery intelligent charging. Experimental results show that the 80C196KB single-chip microcomputer control based on the intelligent charging system, its high efficiency, regulating time quick good charging characteristics can get fully, make battery has higher use capacity and long cycle life, can meet the electric locomotive motive battery charging request, has a good application prospect for improving battery performance and reliability provides a new and effective way.Keywords electric locomotive, Lead-acid batteries, Intelligent charging, 80C196KB single chip.connected microcontroller1.1课题背景目前,大多数电机车使用的电源都是铅酸蓄电池组。
铅酸蓄电池动态等效电路的模型仿真的报告,800字
铅酸蓄电池动态等效电路的模型仿真的报告,800字这篇报告将关注铅酸蓄电池动态等效电路的模型仿真。
我们将使用双型滤波技术进行仿真,并进行模型的参数估计。
我们将考虑建立和验证铅酸蓄电池模型的问题。
最后,我们将介绍参数估计的结果以及模型的验证。
一、概述铅酸蓄电池是一种常见的可充电电池,用于储存能量和提供电力。
为了研究其动态特性,在本文中,我们探究了铅酸蓄电池动态等效电路的模型仿真。
在讨论了相关理论基础之后,我们将使用双型滤波技术对铅酸蓄电池模型进行仿真。
二、理论基础为了完成铅酸蓄电池模型的仿真,我们首先需要重点考虑铅酸蓄电池动态模型的理论基础。
根据电池的结构,该模型由“充电/放电”和“漏电”两部分组成,如图1所示。
图1 铅酸蓄电池动态模型充电/放电部分由一个RC滤波网络和一个负反馈小信号放大器组成。
该RC网络只允许有限的电流流过,从而决定负载电压的有效输出,而放大器通过改变小信号幅值来控制电池的充放电电流。
漏电部分则由一个小信号参考电压控制的小信号反馈放大器组成。
反馈放大器的作用是将小信号从充/放电部分输出的电压作为输入,并控制电池的漏电截止时的电压。
三、仿真模型在研究理论基础之后,我们介绍了仿真模型。
我们使用双型滤波技术来仿真铅酸蓄电池模型。
在该技术中,我们利用可变低通和高通滤波器对模型参数进行估计,以建立模型并进行验证。
首先,我们需要根据输入向量d(t),即负反馈小信号,估计电池模型的参数。
此外,我们需要学习其他参数,例如放大器的增益和小信号参考电压的值。
然后,我们利用这些参数建立模型,并根据该模型对电池的性能进行仿真,以确定动态行为。
四、参数估计结果根据上述步骤,我们成功估计了铅酸蓄电池模型的参数。
表1显示了参数估计结果。
表1 参数估计结果五、模型验证最后,我们根据上述步骤验证了所建立的铅酸蓄电池模型。
为了使用仿真结果对模型进行验证,我们使用实际测量值和仿真结果进行比较。
表2显示了实际和仿真结果的比较,其中误差小于±5%,证明模型的准确性。
基于工况仿真的起停功能AGM铅酸电池性能研究
Ke y wo r d s :S 1 T r( S t a r t& S t o p) ;AGM b a t t e y ;c r h a r g e a c c e p t a n c e ;s e r v i c e l i f e ;w o r k i n g c o n d i t i o n s i mu l a t i o n
1 自动 起 停 系 统 概 述
频 繁起 动并 不会 对 发动 机造 成 多 大磨 损 。发 动
自动 起停 系统 ( S t a r t &S t o p )简称 S r 丌 .起 停 是
指 可在 汽 车怠 速时停 止 发动 机运 行 的系统 。例如 在 等 交通 信 号灯 时可 减少 排放 量 ,提 高燃油 效 率 ,只 需 踩 手动 档汽 车 的离合 器或 者 自动档 汽 车 的加速 器 就能 使发 动机 再次 起动 。在 需要 动 力 的情 况 下 ,如 果 汽 车开 始移 动 ,可能 需要 制动 压力 。起 停 功能 布 局 有效 降低 3 %~ 5 %油 耗 .令 车辆 更加 节能 环保 。停 车时 候关 闭发 动机 还可 有效 地 降低 噪声 和振 动 。带 来更 好 的驾乘 感受 。故 发 动机 自动 起停 的概 念会 是
wo r k i n g c o n d i t i o n h a s b e e n s e t u p f o r t h e s i mu l a t i o n a n d e v a l u a t i o n o f AG M b a t t e r y .T h e i mp o r t a n t p e r f o r ma n c e s o f t h e b a t t e r y ,s u c h a s f r e q u e n t l y r e c h a r g e p e f r o m a r n c e ,c h a r g e a c c e p t a n c e a n d s e r v i c e l i f e ,h a v e b e e n t e s t e d i n s i mu l a t i o n .
基于试验的铅酸电池充放电特性模型的建立
基于试验的铅酸电池充放电特性模型的建立王宏亮,崔胜民(哈尔滨工业大学汽车工程学院,山东威海264209)摘要:采用恒流放电试验采集数据,通过拟合方法建立了电动汽车铅酸电池充放电特性的数学模型,并对该模型进行验证,取得了满意的结果,为铅酸电池充放电特性的研究提供了依据。
关键词:电动汽车;铅酸电池;充放电特性的建模中图分类号:TM910.6文献标识码:B文章编号:1006-0847(2005)-01-0038-03Modeling of the characteristics of charge and discharge oflead-acid battery based on testW ANG Hong-liang,C UI Sheng-min(Institue o f Automobile Engineering,Harbin Institute o f Technology,Weihai Shandong,264209,China)Abstract:A mathematical model of lead-acid battery charging and discharging characteristics for elec trical ve-hicle has been established by means of constant charging and discharging test,collec ting test data and simula-tion equation.Satisfactory result has been obtained from verifying the new model,which provides the refer-ence of the study of the charac teristics of charging and discharging on lead-acid battery.Key words:electric vehicle;lead-acid battery,modeling of charge and discharge characteristics1前言电动汽车作为21世纪汽车工业改造和发展的主要方向,目前已从纯研发阶段过渡到产业化初期准备阶段。
基于单片机的铅酸蓄电池充电装置的设计设计
毕业设计(论文) 题目铅酸蓄电池充电装置的设计毕业设计(论文)原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺:所呈交的毕业设计(论文),是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。
尽我所知,除文中特别加以标注和致谢的地方外,不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果,也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。
对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体,均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。
作者签名:日期:指导教师签名:日期:使用授权说明本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计(论文)的规定,即:按照学校要求提交毕业设计(论文)的印刷本和电子版本;学校有权保存毕业设计(论文)的印刷本和电子版,并提供目录检索与阅览服务;学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文;在不以赢利为目的前提下,学校可以公布论文的部分或全部内容。
作者签名:日期:学位论文原创性声明本人郑重声明:所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。
除了文中特别加以标注引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。
对本文的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。
本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。
作者签名:日期:年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定,同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅。
本人授权大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。
涉密论文按学校规定处理。
作者签名:日期:年月日导师签名:日期:年月日指导教师评阅书评阅教师评阅书教研室(或答辩小组)及教学系意见南华大学毕业设计(论文)任务书学院:电气工程学院题目:铅酸蓄电池充电装置的设计起止时间:2012年12月20日至2013年06月日学生姓名:专业班级:指导教师:教研室主任:院长:2012年12月20日南华大学本科生毕业设计(论文)开题报告摘要:铅酸蓄电池容量大、制造成本低、价格低廉,使用广泛。
基于模糊自适应PID控制的铅酸蓄电池智能充电系统的研究
《工业控制计算机》2017年第30卷第12期∗河北省自然科学基金(F2013209149);河北省高等学校科学技术研究基金(QN2014042)基于模糊自适应PID 控制的铅酸蓄电池智能充电系统的研究∗Research on Intelligent Charging System of Lead Acid BatteryBased on Fuzzy Adaptive PID Control 吕忠芮张湧涛(华北理工大学电气工程学院,河北唐山063210)铅酸蓄电池的充电方式是影响其性能和寿命的最主要因素。
针对常规充电方式充电速度慢,安全性低的缺陷,国内外不断对快速充电方法进行研究,改进提出了阶段充电法、脉冲充电法、变电流(压)间歇充电法等。
近些年来,采用模糊控制理论、自适应理论的智能充电法,通过利用智能优化处理电池的非线性动态信息,对蓄电池的充电过程进行实时监控,使得充电电流接近马斯最佳充电电流曲线,以达到提高充电效率,增加电池寿命的目的[1-2]。
本文提出了一种基于模糊自适应PID 算控制理论的的改进快速智能充电系统设计方案。
利用MATLAB /Simulink 软件对系统进行仿真模拟,验证该智能充电系统可以有效地提高铅酸蓄电池充电效率、延长电池寿命。
1工作原理1972年,马斯以蓄电池在充电过程中化学的析气率为理论基础,提出蓄电池可接受充电电流曲线[3]。
如图1,蓄电池充电电流电流轨迹为一条按指数规律下降的曲线。
铅酸蓄电池充电过程中,电压将偏离平衡电动势产生极化现象,影响蓄电池的电解反应削弱其充电性能。
模糊自适应PID 控制利用模糊控制器,通过模糊推理对充电电流进行自适应调整,使得蓄电池的电流始终保持在马斯最佳充电曲线附近,克服以往充电方式中出现的析气反应,削弱极化现象,实现蓄电池快速智能充电。
模糊自适应PID 控制的核心思想是通过模糊逻辑推理机制编制算法,实现参考模型对PID 控制器的参数的自适应修正,其是在常规PID 控制器的基础上,以误差e 及误差变化率e c 为输入变量,控制器输出参数k p 、k i 、k d 为输出变量,实际响应与最佳响应的差别为控制指标,通过模糊推理后对PID 控制器的3个参数进行修正,以确保不同状况下控制系统具有良好的动态和静态性能[4-5],结构如图2所示。
基于HPPC实验的铅酸电池的建模技术研究
基于HPPC实验的铅酸电池的建模技术研究文章基于铅酸电池的PNGV模型,提出了利用电池脉冲放电(Hybrid Pulse Power Characteristic,Hppc)实验,获得所测电池的各类动态特性,从而较为方便地获得电池模型的各项参数。
搭建了实验平台,最后,利用仿真和实验验证了所提出控制方法的可行性。
标签:铅酸电池;脉冲放电;参数辨识Abstract:Based on the PNGV model of lead-acid battery,a novel Hybrid Pulse Power Characteristic(Hppc)experiment is proposed in this paper. The various dynamic characteristics of the battery are obtained,and the parameters of the battery model are obtained conveniently. Finally,the feasibility of the proposed control method is verified by simulation and experiment.Keywords:lead acid battery;pulse discharge;parameter identification引言微电网(Micro-Grid),典型结构包括分布式发电、能量存储设备、集中控制中心和智能化用户等,微电网既能独立运行,也能并网运行,作为对大电网的补充,微电网扮演的角色愈发重要。
当前微电网面临的是一个巨大的发展机会,在我国传统电网向智能电网升级的过程起着至关重要的作用[1]。
在微电网中,储能装置起着至关重要的作用,由于分布式电源多为新能源发电系统,十分的不稳定,不能够直接供给负载,电能需要经变换存储后再供给负载或并网运行,因此,大规模的储能技术已成为微电网发展中至关重要的一环。
基于主成分分析的铅酸蓄电池建模与仿真
基于主成分回归分析法的铅酸蓄电池建模与仿真摘 要:铅酸蓄电池是坦克,装甲车普遍采用的启动和辅助电源,而蓄电池内部的电化学反应是一个队环境敏感的复杂的过程,本文通过主成分回归分析,建立了回归模型,并与目前应用比较广泛的三阶模型进行了相对误差的比较分析,为解决铅酸蓄电池的建模与仿真提供了新思路。
关键词:主成分回归;相对误差中图分类号:TH137;O241.5 文献标志码:A铅酸蓄电池是提供直流电源的一种常用装置,是坦克,装甲车普遍采用的启动和辅助电源,并广泛应用在混合动力汽车和纯电动汽车中,电池品质优劣直接影响到整车运行性能和可靠性。
铅酸蓄电池的参数包括环境温度、充电电流、平均电压和单格电压和电解液温度,同时随着使用时间增长,电池内阻变化、电池老化和充放电效率都会影响电池性能[1]。
然而车用蓄电池内部结构复杂,为了使电池发挥其最大功效,建立起一个准确有效的铅酸蓄电池的数学模型显得尤为重要。
目前电化专家建立的数学模型更多的是为设计电池本身服务且非常复杂。
对电池的应用,既要求模型可以较好地反映蓄电池的充放电过程,又要求模型不能过于复杂,便于工程应用。
三阶模型是目前应用比较广泛的铅酸蓄电池模型之一,但模型本身比较粗略,确定模型参数和经验公式并不十分准确,因此拟合精度难以保证。
为了消除解决这个问题,人们提出了一些改进的方法,其中的一种主成分分析回归方法比较有效,该方法采用了在自变量集合中提取成分的思想[2] 。
本文结合工程实际,利用主成分回归对铅酸蓄电池数据进行了相关分析和建模,取得了良好的效果。
1 主成分回归建模基本思想及流程1.1建模原理主成分回归建模的基本思想[3]是,首先对所有自变量进行主成分分析,即将原来众多具有一定相关性的指标,比如P 个指标,重新组合成一组新的线性无关的综合指标,代替原来的指标,提取主成分,再对所得的主成分进行回归。
设回归模型εββ++=X Y 01中若有某个变量,比如1X ,它的变差很小,则()0211≈-∑=n i i i X X。
基于LabVIEW的通用飞机铅酸蓄电池测试系统设计
基于LabVIEW的通用飞机铅酸蓄电池测试系统设计作者:吕伟张逸群胡天翔孙亮来源:《计算技术与自动化》2021年第04期摘要:設计了一种基于决策树算法的N1+N2结构语法关系判定方法。
首先建立了该结构的语料库,对每条语料都标注构建特征集所需的词性、《同义词词林》语义编码、语法关系和词义相似度等信息;然后为证明相似度在判断语法关系中的合理性,根据语言学原理研究了N1+N2结构两个名词间语义相似度与语法关系之间的内在规律:①从语法关系的角度比较两个名词间的语义相似度结果为:并列关系>复指关系>定中关系>主谓关系;②从语言功能焦点的角度比较两个名词间的语义相似度结果为:并焦型短语>后焦型短语。
最后以此为基础构建了特征集,运用决策树C4.5算法建立了自动判定N1+N2结构语法关系的方法。
运用该算法在自建语料库的测试集中进行测试,正确率为89.39%。
关键词:词义相似度;《同义词词林》;短语层级;语法关系;决策树中图分类号:TP391.1 文献标识码:A短语层级语法关系判定是自然语言处理中的重要基础性研究,其研究成果在信息抽取、信息检索、机器翻译等诸多领域都有着实际应用[1]。
在自然语言处理过程中,短语是词和句子之间的过度层级,短语层级的语法关系判定结果对于词层级的信息标注具有重要的验证作用;对于句子层级的信息标注也起到至关重要的基础性作用。
N1+N2结构是中文信息处理中的高频短语结构,从语法关系角度可以分为“并列、复指、定中、主谓”四种关系类型的短语[2-3],对N1+N2结构语法关系判定问题实质上就是对一条语料进行四种关系的分类问题,对于该结构语法关系的准确分类,将会提升自然语言处理在实际应用领域中的使用效果。
决策树(decisiontree)是一种基本的分类技术,被广泛应用于中文信息处理[4]、食品安全[5]、医疗诊断、天气预报和金融分析等领域[6]。
一棵决策树的内部结点是特征或特征的集合,叶结点是所要学习划分的类,它采用自顶向下的递归方式,对决策树内部结点进行特征值的比较,根据不同特征值判断该结点向下的分支,每个叶节点都存放着类预测,跟踪一条由根到叶节点的路径,就可以在决策树的叶结点得到分类结论[7-8]。
基于模糊自适应PID控制的铅酸蓄电池智能充电系统的研究
基于模糊自适应PID控制的铅酸蓄电池智能充电系统的研究吕忠芮;张湧涛
【期刊名称】《工业控制计算机》
【年(卷),期】2017(30)12
【摘要】铅酸蓄电池在充电过程中存在着复杂的化学、电化学反应,其充电方式成为影响性能和寿命的重要因素.基于模糊自适应PID控制方法,通过利用MATLAB/Simulink对智能充电系统进行仿真,并且与三阶段恒流充电进行对比分析,分析结果表明该智能充电系统大大提高了充电的性能和效率.
【总页数】2页(P155-156)
【作者】吕忠芮;张湧涛
【作者单位】华北理工大学电气工程学院,河北唐山063210;华北理工大学电气工程学院,河北唐山063210
【正文语种】中文
【相关文献】
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科技创新 !"#!$%&$'(') *+&,-./&$01$21(3$&)%$4($%%(
基于虚拟仿真技术的铅酸蓄电池充电特性实验设计
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盐城工学院!江苏盐城!##"&%%
摘5要为了建立适用于人才发展需要的新的实验教学模式!形成完善的实验教学体系!提高实验教学的效率和质量!建立了 基于虚拟仿真技术的铅酸蓄电池充电特性实验平台" 实验依据铅酸蓄电池的数学模型和初始参数设定!根据设定的初始荷电状 态+环境温度+时间倍速和充电电流估算蓄电池的充电和极化状态!在 ) 课时内完成整个实验过程" 基于虚拟仿真技术的铅酸蓄 电池充电特性实验克服实际充电实验周期较长的弊端!帮助学生了解铅酸蓄电池在光伏系统中的作用+理解铅酸蓄电池充电过程 的电化学反应和参数变化规律!掌握铅酸蓄电池的充电特性"
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科技创新
科技风 "#$% 年 $$ 月
(')每隔 $ 分钟记录电压表所测铅酸蓄电池去极化端 电压'
($%) 重复步骤 1"直至电压表测量值的变化量小于 $TF' ($$) 根据步骤 320 的时间数据和电压数据"绘制铅酸蓄电 池的充电特性曲线' ($)) 根据步骤 124 的时间数据和电压数据"绘制极化电压 的时间曲线' ($() 拆除导线"关闭电源"结束实验#
$铅酸蓄电池充电特性 目前在光伏发电系统中普遍采用铅酸蓄电池组进行储能" 铅酸蓄电池的使用寿命和充电管理有着密切关系#*)+ 铅蓄电池 由正极板$负极板$隔板$电槽及电解液(稀硫酸溶液) 组成# 电 极在完成充电后"正极板从硫酸铅转变为二氧化铅"负极板从 硫酸铅转变为海绵状铅"且蓄电池的电动势与硫酸溶液的密度 线性相关# 铅酸蓄电池充电过程的电化学反应的方程式如下! 充电!EM8"3 N)O) "NEM8"3 ! EM") N)O) 8"3 NEM 铅酸蓄电池的恒流充电特性如图 $ 曲线所示"蓄电池充电 过程有 ( 个阶段!初期( "9) "电压快速上升'中期( 9:) "电压 缓慢上升"延 续 较 长 时 间' :点 为 充 电 末 期" 电 压 开 始 快 速 上 升"接近 !点时"标志着蓄电池已充满电"应停止充电# 整个充 电实验持续时长约 )% 小时# 依据 !点的电压为蓄电池已充满标志这一原理"在充电回 路中设置精密电压测量电路"通过对蓄电池端电压值的监测" 即可判断蓄电池是否应结束充电# 对光伏发电系统所采用的 $)F免维护阀控密封式铅酸蓄电池");P时充电终止电压一般 设置为 )&(;F*单体或 $3&$F#
图 ( 蓄电池充电控制实验原理图 (&) 考核要求设计 ($) 撰写实验报告"对实验数据进行曲线拟合"分析曲线变 化规律和内因' ())分析步骤 ( 和步骤 3 的数据差值"思考其原因' (()分析步骤 1 和步骤 4 的数据差值"思考其原因' (3) 若改变铅酸蓄电池的初始容量"思考充 电 时 长 的 变 化 和原因' (;) 若改变铅酸蓄电池的充电电流"思考充 电 时 长 的 变 化 和原因' (0) 上述思考题可现场讨论# 学生实验成绩评分标准参照以下几点考核! ($) 是否能正确安装客户端虚拟仿真实验软件并运行'
图 $ 铅酸蓄电池恒流充电特性曲线 #虚拟仿真平台的系统构架 系统架构如图 ) 所示"客户端通过学校虚拟仿真实验路由 或网管访问铅酸蓄电池充电特性实验服务器"获取实验操作界
面"登陆后用户 设 定 的 数 据 和 操 作 和 服 务 器 之 间 实 时 交 互 存 储'铅酸蓄电池充电特性实验服务器提供蓄电池的实验模型" 并根据用户设定和实验进程返回数据供客户端显示#
关键词虚拟仿真技术#铅酸蓄电池#充电特性 中图分类号D03)&%55文献标识码9
55太阳能光伏发电原理与应用实验课程是电子电气类$新能 源科学与工程专业学生的一门重要的专业实践课# 通过实验 使学生进一步加强对理论知识的理解"深入理解光伏电池的输 出特性$照度特性和常用控制机构的结构与控制原理# 传统的 实验教学内容包括太阳能光伏电池的伏安特性测试$光照电流 电压特性测试$太阳能光伏电池板跟踪控制和局部遮挡输出特 性测试等# 而在光伏发电系统产生的电能需要蓄电池进行储 存和调节"以提供持续稳定的电能供应# 蓄电池的正确充电是 光伏发电系统运行和管理中至关重要的问题#*$+ 传统试验中因 为蓄电池充电实验周期较长"实验设备成本等原因没有设置蓄 电池充电特性实验"为了建立适用于人才发展需要的新的实验 教学模式"形成完善的实验教学体系"提高实验教学的效率和 质量"建立了基 于 虚 拟 仿 真 技 术 的 铅 酸 蓄 电 池 充 电 特 性 实 验 平台#
图 ) 系统架构示意图 实验的预设参数如下! ($) 铅酸蓄电池!规格 $)F*$9Q"三档可调' ()) 充电电源!恒流源"三档可调' (() 环 境 温 度!);P" 操 作 可 调" 软 件 自 动 计 算 充 电 终 止 电压' (3) 初始荷电状态!充分静止";R"操作可调' (;) 实验计时器!软件计时器"倍速二档可调# 引入虚拟仿真实验技术"不要求实验用铅酸蓄电池处于深 度放电状态"可以突破铅酸蓄电池实际充电电流的限制"因而 可以显著加快铅酸蓄电池的充电实进程"获得完整的铅酸蓄电 池充电特性曲线'铅酸蓄电池深度放电使用会严重缩短其使用 寿命"因此虚拟仿真实验还可以降低实验成本"提升实验教学 时的学生参与度和实验成就感# 教学方法采用虚拟仿真实验平台"在一人一机的条件下完 成实验教学的内容# (实验步骤及考核要求设计 学生在实际实验前应做好充分预习"了解实验原理和操作 步骤"通过模拟实验和提问检验预习效果"再通过授课时细节 及难点的讲解帮助学生更好的完成实验# (&$ 实验步骤设计 实验人员登陆系统"进入试验后"按以下步骤进行实验! ($) 设定实验用铅酸蓄电池容量$恒流源输出电流值$实验 环境温度$系统自动修正充电终止电压值$实验用铅酸蓄电池 初始荷电状态$实验计时倍速' ())按照原理图图 ( 连接实验导线' (() 闭 合 开 关 S)" 记 录 电 压 表 所 测 铅 酸 蓄 电 池 初 始 电 压值' (3) 闭合开关 S$"记录电压表所测铅酸蓄电池瞬态初值' (;) 根据软件定时器"每隔 $% 分钟电压表的测量值' (0)重复步骤 ;"直至电压表测量值达到充电终止电压值' (1) 记录电压表所测铅酸蓄电池充电终止值' (4)断开开关 $"记录电压表所测铅酸蓄电池瞬态终值'