车载复合电源回馈制动的模糊控制方法研究

针对混合动力汽车续航能力不足的缺陷,采用蓄电池与超级电容结合的复合电源作为车载电源,并在汽车制动过程中对车载电源进行充电。以"电容电量低,电池少充电;电容电量高,电池多充电"为原则,采用模糊控制策略对回馈能量进行管理。在Matlab/Simulink中搭建模糊控制下的车载复合电源回馈制动模型。仿真结果表明,该方法能够有效管理回馈制动过程的能量分配,延长汽车续驶里程,改善汽车燃油经济性并减少排放。     

HEV车载复合电源系统控制策略优化研究

HEV车载复合电源是将高比功率的超级电容与高比能量的蓄电池复合使用,通过合理的能量管理策略,以提高HEV汽车能源系统性能的技术。在分析车载复合电源系统的结构、功率需求及电源约束条件的基础上,建立了以车辆燃油消耗率和再生制动能量回收率为优化目标函数的能量管理问题数学模型。然后,根据复合电源系统的工作模式设计了基于模糊逻辑的能量管理控制器,利用遗传算法对功率分配因子的隶属度函数参数进行优化。基于ADVISOR的仿真研究表明,与未优化的模糊能量管理策略相比,经过优化的模糊能量管理策略能够更有效地降低混合动力汽车的燃油消耗,提高了制动能量回收率。     

电动汽车复合电源系统仿真研究

当前,电动汽车用蓄电池的比能量和比功率还不能达到理想的要求,将超级电容引入到电动汽车的储能系统中,构建超级电容—蓄电池复合电源系统,利用超级电容高功率密度特性弥补蓄电池的不足。综合考虑运用两种储能系统的优缺点,解决了电动汽车续驶里程与加速爬坡性能之间的矛盾。在MATLAB/Simulink环境下对复合电源系统中重要模块进行仿真,测试结果显示,采用超级电容—蓄电池的复合电源系统能发挥其高能量密度和高功率密度特性,从而提高车辆的动力性能和能量利用率。     

新型复合电源构型功率分配仿真研究

提出一种新型主动复合电源构型。采用一种新型的拓扑结构,利用单向DC/DC转换器来实现更高效率的功率分配方法。新型主动复合电源拓扑结构包括蓄电池、2个单向DC/DC转换器、超级电容器、逆变器,并选用模糊控制作为此拓扑结构的控制方法。通过ADVISOR进行仿真,结果表明工况结束时蓄电池拥有更多的剩余电量,从而可以提供更长的续航里程,超级电容器的回收峰值电流更高,蓄电池在工作时产生的电流幅值更小,保护了蓄电池的健康状态,从而实现了该结构对于超级电容器和蓄电池功率的准确分配。     

融合地形信息的车载复合电源控制方法研究

地形信息对复合电源能量分配具有较大影响,忽略地形信息的能量分配控制效果难以达到最优。搭建了动力电池-超级电容复合电源模型,通过实验对模型参数进行了辨识并验证了模型的有效性;融合路径高程信息,构建了结合道路坡度的车辆能量需求模型;运用模糊控制理论,开发了一种考虑地形信息的具有电池基准功率调节特征的复合电源能量分配控制方法。仿真结果表明:融合地形信息的控制方法能够降低电池峰值电流,在美国城市驾驶循环工况(UDDS)下使超级电容的使用时间延长了26.5%,制动回收能量提高了5.5%。     

压电式振动能量采集电源管理电路分析

压电式振动能量采集的应用十分广泛,在许多能量采集装置中都采用压电元件实现能量转换。分析了振动能量采集装置中压电元件采集的能量输出管理电路,包括标准能量采集电路、DC-DC变换的优化标准能量采集电路、同步电荷提取电路、电感同步开关采集电路和双同步开关采集电路等五种电源管理电路的原理,比较了它们的能量采集输出效率,指出了各种电源管理电路的特点和适用条件。     

有限能量电源供电复杂工况电驱动系统

电动车的研发为电驱动系统的研究提供了一个新领域。电动车电驱动系统不是一个简单的电拖动系统．而是有限能量电源供电，复杂工况下工作的电驱动系统。文中阐述了电动车电驱动系统的工作条件、供电电源的特性、电动车运行的工况特性．以及在这种工作条件下电驱动系统的设计特点。     

超级电容器-电池复合脉冲电源系统的试验研究

超级电容器是能量密度和功率密度介于电池和静电电容器之间的新型储能元件，在作为能量储存元件应用于脉冲电源方面有独特的优势。该文采用超级电容器和电池组成复合能源系统，研究了其用作脉冲功率源的特性。研究表明，这种复合电源系统的工作过程是：当回路导通时，电池和超电容同时提供负载电流，回路断开时，电池对超电容充电；采用超级电容器可补偿电池电流，缓解电池输出大电流的压力，并使得电池端电压下降减少，内部损耗减少，进而增加电容器的寿命；超级电容器对电池的补偿作用与脉冲占空比、脉冲周期、超级电容器的内阻、电池内阻、电容器容量和数量有密切关系。占空比增大时，电池电压降落增大，超级电容器提供的电流减少，电池的负担增大，但并联超级电容器对降低电池电压降落的改善更加明显；并联的超级电容器数目增大，提供的电流也增大。     

考虑电动汽车能量管理的微网分布式电源选址定容

基于电动汽车(EVs)移动负载和储能特性,提出含EV的微网分布式电源(DGs)选址定容模型和EV运行管理策略。利用电价引导机制,制定EV无序充电、有序充电和有序充放电3种能量管理模式。以投资成本、交互功率波动率、孤岛失负荷率最小为目标,采用基于精英策略的非支配排序遗传算法(NSGA-Ⅱ)求解DG优化配置方案。仿真结果表明,与EV无序充电模式相比,EV有序充电和有序充放电模式可以有效减少DG配置容量,降低微网综合成本,减小交互功率波动,EV延迟充电与放电辅助服务可显著提高微网孤岛供电可靠性。     

全向移动机器人最短时间控制

针对全向移动机器人的最短时间控制问题,依据机器人的轮系结构,根据驱动电机的特性简化全向移动机器人动力学模型,采用松弛措施简化机器人的输入量约束空间,实现状态方程的解耦,降低了计算的复杂度;并根据约束空间和边界条件的特点进行变量代换,提出运用开关线平移的Bang-Bang控制实现次优的最短时间控制。自主研发的足球机器人的运动控制仿真结果表明,所提出的控制方案能够驱动全向机器人实现由任意位置到目标位置的最短时间移动,验证了方案的可行性与合理性。     

电动汽车流动供电站电源管理系统的设计

分析了目前电动汽车充电站发展的现状及存在的问题,提出了电动汽车流动供电站设计方案.该方案中的流动供电站直接从供电电网取电为电动汽车或油电双模汽车的驱动电机供电,并在电动汽车行驶过程中对蓄电池进行补充充电.电源管理系统是流动供电站设计的核心,包括用户识别、计量结算、充电管理、用户报警等信息的管理,是实现流动供电站的无人值守、自动供电的关键.阐述了电动汽车流动供电站的硬件和软件系统的设计.包括基于IC卡和单片机技术设计电源管理系统的数据采集、传输和处理等模块的电路,以及为实现该系统功能而开发的软件系统及主要程序.     

一种具有电源路径管理的高效移动电源方案

针对电池供电设备对低功耗和高可靠的便携式充电功能的需求,设计了一种高集成的开关模式电池充电管理和系统电源路径管理的方案,该方案可广泛应用于单节锂离子和锂聚合物电池的移动电源。低阻抗电源路径优化了开关模式运行效率,减少了电池充电时间并延长了放电阶段的电池寿命。此外,具有充电和系统设置的I2C串行接口增加了系统的灵活性,电池电量检测及其他保护功能的设计进一步完善了该移动电源方案。实验表明,该移动电源方案在电流为2 A时的充电效率达到93.2%,电流为1 A时电池升压效率达到94.5%,充电电压精度达到±0.5%,充电电流精度达到±7%,升压模式下输出电压精度达到±2%,并且各项保护功能均能可靠工作。     

Adaptive estimator-based formation maneuvering control of nonholonomic mobile robots

In this paper, the formation maneuvering control problem for a group of nonholonomic mobile robots with the objective of having a desired formation shape described by distances between pairs of robots and an overall maneuvering velocity is studied. The desired maneuvering velocity, which can be constant or time-varying, is only known to a set of agents. A control scheme consisting of an adaptive estimator and a modified gradient control law is proposed to solve this problem. The adaptive estimator is designed to estimate the desired maneuvering velocity in either constant or time-varying situation. Utilizing the estimated velocity, a modified gradient control law is designed based on the nonholonomic kinematic model so that the objective is achieved. Local asymptotic convergence of the overall system is guaranteed by choosing appropriate control parameters. The effectiveness of the proposed control scheme is demonstrated through simulation results.     

风光互补发电系统的能量管理

为了合理调度风光互补发电系统的能量,并且使风光互补发电系统安全稳定运行,通过调节系统运行方式,实现风光互补发电系统能量平衡。控制光伏电池始终运行在MPPT模式,风力发电系统根据光伏输出功率及负载和蓄电池的需求选择运行方式。将蓄电池电流及负载电流之和与光伏电池输出电流做差作为风力发电控制器的输入给定,经过PI调节后,产生PWM信号控制DC/DC变换器的占空比,实现风力机的功率跟踪控制。仿真结果表明在外界环境变化时系统能够及时准确地响应,满足负载需求,体现了风光互补发电的可靠性。     

宁夏电网生产管理系统移动作业管理平台开发

针对现场移动作业缺乏统筹管理、随意性较大的现状,分析了移动作业的物理架构及数据结构,采用.NET Framework技术,通过Java EE或.NET访问后台数据库资源,开发了移动作业平台,实现了电力现场工作全过程的规范化管理。应用结果表明:移动作业的终端扩展到生产管理业务的作业现场,提高了业务管理效率,实现了生产管理系统对现场作业的控制。     

适用于工业园区的微电网系统能量管理

为了提高微电网系统输出特性,满足工业园区并网要求,提出一种基于功率预测、前馈控制的微电网系统能量管理策略。通过功率预测,高效控制微电网系统输出功率,跟踪厂区负荷;基于前馈控制的储能波动平抑,有效平滑系统输出,并提高电池应用效率。在RTDS实时仿真平台上,结合能量管理器,搭建微电网系统硬件在环测试平台,MW级风光储微电网系统工程的长期稳定运行验证了所提算法的有效性和稳定性。     

Optimal model‐free control for a generic MIMO nonlinear system with application to autonomous mobile robots

In this paper, the design procedure for optimal model‐free control algorithm is presented for the tracking problem of completely unknown nonlinear dynamic systems operating under unknown disturbances. The procedure includes a new structure in the context of model‐free control and data‐driven control algorithms. In the new structure, the unknown nonlinear functions are segmented into 1 unknown linear‐in‐states part and another unknown nonlinear part. The adaptive laws proposed for estimating the unknown system dynamics are regressor‐free estimation methods in which there is no need for regressor parameters and, consequently, the persistent excitation condition is not required anymore. Moreover, the main controller gains are updated online, incorporating the adapted values of linear terms in the system dynamics. A comparative study is presented to show that the proposed optimal model‐free control outperforms the state‐of‐the‐art model‐free control algorithms. In addition, the simulation results for the application of the algorithm on autonomous mobile robots are provided.     

Prescribed performance bound‐based adaptive path‐following control of uncertain nonholonomic mobile robots

In this paper, we consider the transient performance of path‐following control of nonholonomic mobile robots with parametric uncertainties. By incorporating prescribed performance bound (PPB) technique, the transient performances on position and orientational tracking errors will be guaranteed with convergence rates no less than certain pre‐specified values and sufficiently small maximum overshoots. We also extend the proposed scheme to solve the formation control problem for a group of N unicycle‐type mobile robots without inter‐robot communications. It is ensured that all the robots can track their references with arbitrarily small errors and no collision will occur between any two robots. Simulation studies verify the established theoretical results. Copyright © 2016 John Wiley & Sons, Ltd.