准确估计蓄电池荷电状态(state of charge,SOC)对于蓄电池的健康管理具有重要意义。现有SOC估算方法普遍存在复杂性高、自适应较弱的问题,更偏重于理论分析,难以满足实际在线监测的应用场景。为提高SOC估算过程的自适应性以及降低算法...准确估计蓄电池荷电状态(state of charge,SOC)对于蓄电池的健康管理具有重要意义。现有SOC估算方法普遍存在复杂性高、自适应较弱的问题,更偏重于理论分析,难以满足实际在线监测的应用场景。为提高SOC估算过程的自适应性以及降低算法应用的复杂性,提出了一种适用于在线监测应用场景的基于蜣螂优化算法和自适应无迹卡尔曼滤波的SOC估计算法。将二阶Thevenin等效电路作为蓄电池的模型,利用蜣螂优化算法对该模型的关键参数进行自适应辨识,根据所辨识的参数,利用自适应无迹卡尔曼滤波算法对SOC进行估算。为了验证该算法的有效性,利用锂离子电池不同动态工况的实验数据进行了测试。实验结果表明,在初始参数设置模糊或不准确的情况下,该算法依然能够自适应地获取精度更高的SOC估计结果,具有更好的鲁棒性。展开更多
精准的锂电池建模是保证电池储能系统可靠性至关重要的手段。荷电状态(state of charge,SOC)的准确估计保证了特定应用程序的安全高效运行。为了提高SOC的估计精度,首先建立等效电路模型,利用遗忘因子的偏差补偿最小二乘法(bias compens...精准的锂电池建模是保证电池储能系统可靠性至关重要的手段。荷电状态(state of charge,SOC)的准确估计保证了特定应用程序的安全高效运行。为了提高SOC的估计精度,首先建立等效电路模型,利用遗忘因子的偏差补偿最小二乘法(bias compensation recursive least squares,BCRLS)对电池模型进行参数辨识。然后,利用自适应无迹卡尔曼滤波(adaptive unscented Kalman filter,AUKF)算法来估计SOC。由于无迹无迹卡尔曼滤波算法易受非线性因素的干扰,因此提出了利用权重量定义AUKF算法提高SOC的估计精度。由于电池在放电过程中,电池内部特性会发生变化,而电池欧姆内阻会对SOC估计结果产生直接影响。基于此,本工作提出了双自适应无迹卡尔曼滤波来进一步提高SOC的估计精度。通过和不同算法进行比较,实验结果表明,所提算法估计SOC的误差控制在2%以内,验证了算法的有效性。展开更多
分析了新息序列是有色噪声时自适应卡尔曼滤波算法(Adaptive Kal man Filter,AKF)的滤波效果,在范数意义下,证明了k时刻AKF算法中估计误差协方差矩阵和k时刻最优KF算法中估计误差协方差矩阵间距离与新息序列相关性成正比。利用上述结论...分析了新息序列是有色噪声时自适应卡尔曼滤波算法(Adaptive Kal man Filter,AKF)的滤波效果,在范数意义下,证明了k时刻AKF算法中估计误差协方差矩阵和k时刻最优KF算法中估计误差协方差矩阵间距离与新息序列相关性成正比。利用上述结论,证明了所有AKF算法中估计误差协方差矩阵必逐渐远离1时刻最优KF算法中估计误差协方差矩阵。总结上述结论,发现AKF算法收敛条件可描述成以下几个等价命题:1)AKF算法中估计误差协方差矩阵与1时刻最优KF算法中估计误差协方差矩阵差有极限;2)k时刻AKF算法中估计误差协方差矩阵和k时刻最优KF算法中估计误差方差矩阵间距离极限是0;3)AKF算法渐进收敛于k时刻最优KF算法;4)AKF算法中新息序列渐进收敛于白噪声序列;5)k时刻AKF算法中滤波增益矩阵与k时刻最优KF算法中滤波增益矩阵间距离极限是0。上述理论为最终解决复杂环境下无线传感器网络节点定位问题奠定了基础。展开更多
文摘准确估计蓄电池荷电状态(state of charge,SOC)对于蓄电池的健康管理具有重要意义。现有SOC估算方法普遍存在复杂性高、自适应较弱的问题,更偏重于理论分析,难以满足实际在线监测的应用场景。为提高SOC估算过程的自适应性以及降低算法应用的复杂性,提出了一种适用于在线监测应用场景的基于蜣螂优化算法和自适应无迹卡尔曼滤波的SOC估计算法。将二阶Thevenin等效电路作为蓄电池的模型,利用蜣螂优化算法对该模型的关键参数进行自适应辨识,根据所辨识的参数,利用自适应无迹卡尔曼滤波算法对SOC进行估算。为了验证该算法的有效性,利用锂离子电池不同动态工况的实验数据进行了测试。实验结果表明,在初始参数设置模糊或不准确的情况下,该算法依然能够自适应地获取精度更高的SOC估计结果,具有更好的鲁棒性。
文摘精准的锂电池建模是保证电池储能系统可靠性至关重要的手段。荷电状态(state of charge,SOC)的准确估计保证了特定应用程序的安全高效运行。为了提高SOC的估计精度,首先建立等效电路模型,利用遗忘因子的偏差补偿最小二乘法(bias compensation recursive least squares,BCRLS)对电池模型进行参数辨识。然后,利用自适应无迹卡尔曼滤波(adaptive unscented Kalman filter,AUKF)算法来估计SOC。由于无迹无迹卡尔曼滤波算法易受非线性因素的干扰,因此提出了利用权重量定义AUKF算法提高SOC的估计精度。由于电池在放电过程中,电池内部特性会发生变化,而电池欧姆内阻会对SOC估计结果产生直接影响。基于此,本工作提出了双自适应无迹卡尔曼滤波来进一步提高SOC的估计精度。通过和不同算法进行比较,实验结果表明,所提算法估计SOC的误差控制在2%以内,验证了算法的有效性。
文摘分析了新息序列是有色噪声时自适应卡尔曼滤波算法(Adaptive Kal man Filter,AKF)的滤波效果,在范数意义下,证明了k时刻AKF算法中估计误差协方差矩阵和k时刻最优KF算法中估计误差协方差矩阵间距离与新息序列相关性成正比。利用上述结论,证明了所有AKF算法中估计误差协方差矩阵必逐渐远离1时刻最优KF算法中估计误差协方差矩阵。总结上述结论,发现AKF算法收敛条件可描述成以下几个等价命题:1)AKF算法中估计误差协方差矩阵与1时刻最优KF算法中估计误差协方差矩阵差有极限;2)k时刻AKF算法中估计误差协方差矩阵和k时刻最优KF算法中估计误差方差矩阵间距离极限是0;3)AKF算法渐进收敛于k时刻最优KF算法;4)AKF算法中新息序列渐进收敛于白噪声序列;5)k时刻AKF算法中滤波增益矩阵与k时刻最优KF算法中滤波增益矩阵间距离极限是0。上述理论为最终解决复杂环境下无线传感器网络节点定位问题奠定了基础。
