基于扩展卡尔曼滤波的锂离子电池SOC估计

基于一阶等效电路模型,采用扩展卡尔曼滤波方法对锂离子电池SOC进行估计,并通过MATLAB搭建仿真实验,验证扩展卡尔曼滤波估算算法的有效性。结果表明,扩展卡尔曼滤波可以有效地跟踪锂离子电池SOC的变化,且具有较高的精确性。     

基于在线参数辨识和EKF的锂电池SOC估算

为了准确估算锂电池的剩余荷电状态(State of Charge,SOC),在2阶RC等效电路模型基础上,采用带遗忘因子递推最小二乘法(Forgetting Factor Recursive Least Square,FFRLS)对电池模型进行在线参数辨识,提高模型精度,联合扩展卡尔曼滤波算法(Extended Kalman Filter,EKF)对锂电池的SOC进行估算。在MATLAB环境下进行模拟仿真,仿真结果表明:FFRLS算法辨识后电池模型得仿真电压与实际电压得最大误差为0.029,平均误差约为0.0006,联合EKF对SOC的估算误差在绝对值3%以内,其中最大误差绝对值为2.6%。     

基于无迹卡尔曼滤波的并联型电池系统SOC估计研究

为准确估计由多个电池单体构成的并联型电池系统的荷电状态(SOC),以SOC与电池极化电压为系统状态变量,提出基于无迹卡尔曼滤波法的并联型电池系统荷电状态估计算法,建立电池系统SOC估计平台,在恒流和脉冲两种工况下,通过UKF算法与EKF算法的对比分析,证明了采用UKF算法进行并联型电池系统SOC估计的结果更准确、鲁棒性更强。     

电动汽车电池管理系统SOC估计方法分析

电动汽车电池管理系统是对车用动力电池组进行安全监控及有效管理,提高电池使用效率的装置。电池的荷电状态(SOC)是电池状态分析的核心问题,准确估计SOC是电池管理系统最为重要的功能之一。本文综述了锂离子电池SOC估计模型,分析了目前主流的电池SOC估计方法,并对未来SOC研究方向进行了探讨。     

混合动力镍氢电池荷电状态估计

针对混合动力镍氢电池,研究它的原理和特性,并选用Thevenin模型建立该电池的动态数学模型。考虑充放电效率(充放电倍率和温度)对电池荷电状态(SOC)的影响,在MATLAB软件里利用编程功能编写改进的无迹卡尔曼滤波(UKS)算法估算电池SOC的程序,再采用UDC工况实验对SOC进行仿真分析和验证。结果表明:UKS算法适用于估算混合动力汽车镍氢电池的SOC,而且比EKS算法具有更高的估算精度。     

基于BP神经网络的锂电池组SOC估算

电池荷电状态(SOC)的精确估计是电动车辆的核心技术之一,对影响电池荷电状态的因素进行分析归纳后,采用经典反向传播神经网络(BP神经网络)算法的动力电池SOC估计方法。利用高级车辆仿真软件ADVISOR对电动汽车典型行驶工况进行模拟,得到动力电池组电压、电流、平均温度和荷电状态数据,样本数据经归一化处理后导入神经网络模型中训练和测试,结果表明,该算法能有效提高SOC估算精度,具有较好的收敛性和鲁棒性,SOC估计误差范围能减小到4%以内,满足实际应用的需求。     

工程车辆油气悬架分数阶建模与特性分析

建立了某型工程车辆油气悬架的运动微分方程,基于油气悬架的多相介质力学特点,引入了分数阶微积分理论,建立其分数阶Bagley-Torvik方程。通过Oustaloup算法设计低通滤波器进行数值运算,求得非线性分数阶微分方程数值解,探讨分数阶模型下悬架的振动特性。通过搭建等比例试验台和建立仿真模型,将分数阶、整数阶仿真和试验数据进行对比。结果表明当分数阶次取0.9时能更好地反映油气悬架运动特性,系统的分数阶模型与实测数据能够更好地吻合,验证了分数阶模型在油气悬架系统模型上的有效性。     

基于分数阶微积分的汽车空气悬架半主动控制

为研究分数阶微积分在汽车空气悬架半主动控制中的应用效果,建立了4自由度半主动空气悬架非线性动力学模型。采用改进的Oustaloup滤波器算法来模拟分数阶微积分,进而建立分数阶天棚阻尼半主动悬架的仿真模型,将仿真结果与被动悬架和整数阶天棚阻尼半主动悬架进行对比分析。分析结果表明:当汽车以20 m/s的速度行驶在B级路面时,与被动悬架相比,整数阶和分数阶天棚阻尼半主动悬架的车身垂向加权加速度均方根值分别减小了31.9%和43.9%,车身俯仰角加速度均方根值分别减小了23.1%和30.7%;基于分数阶微积分的天棚阻尼控制策略能更有效地抑制车身共振,改善乘坐舒适性。     

电池管理系统荷电状态估算策略的设计

以电池管理系统荷电状态为研究对象,主要侧重于设计电池工作过程中真实、显示SOC的估算策略。在估算策略的设计过程中,充分考虑了影响电池管理系统荷电状态的因素。在荷电状态估算算法上采用了安时积分法结合开路电压法,对电池真实SOC进行估算,并增加了小电流修正环节,最后通过Simulink建立电池管理系统荷电状态估算策略模型。     

基于卡尔曼滤波的锂电池SOC估算

针对卡尔曼滤波估算电池SOC中存在精度不高、忽略实际环境噪声等问题,文章提出了一种基于卡尔曼滤波法来估算电池SOC。建立电池的一阶戴维南模型,基于卡尔曼滤波法对系统模型的非线性函数做一阶泰勒级数展开,得到线性化的方程,同时将噪声加入方程,最后通过实验验证了该方法的有效性。     

直接进给机构摩擦力特性研究

以直线电机驱动的直接进给机构为研究对象,进行直接进给机构摩擦力特性分析。搭建了直接进给机构摩擦力测试实验平台,采用激光干涉仪和高频电流传感器等设备进行位移和电流数据收集,进行数据处理;得到摩擦力与位移、摩擦力与速度的关系,建立摩擦力特性模型。结果表明,预滑动阶段,摩擦力存在明显的迟滞现象,且摩擦力随进给速度的增加呈线性增长,增长过程中摩擦力表现为粘滞摩擦。为直线进给机构摩擦情况的研究提供了支持和参考。     

鼠笼式感应电机模型预测直接转矩控制

针对传统鼠笼式感应电机直接转矩控制转矩和定子磁链脉动大的问题,研究了一种考虑延迟补偿的改进模型预测直接转矩控制算法。在每个采样时刻,预测出在每个电压矢量下的下一时刻的定子磁链和转矩,与定子磁链参考值和转矩参考值的偏差作为目标函数,选择使目标函数最小的最优电压矢量。针对数字控制系统存在一拍延迟的问题,研究了一种多步预测的延迟补偿措施。仿真表明,该算法能够有效降低转矩和定子磁链脉动,减小电流谐波畸变,并解决了数字系统中存在的延迟问题。     

基于模型规格化建模的电梯轿厢参数化设计

为了实现基于合同参数的电梯轿厢围壁对市场需求的快速反应,结合Excel的表格处理能力和SolidWorks的实体造型能力,使用VBA实现电梯轿厢围壁的参数化。在对电梯轿厢围壁参数化设计的过程中,模型规格的合理划分至关重要,既能体现参数化设计的集中性,又不会因高度集中的逻辑为建模与逻辑编写造成困难,极大程度地提高了工作效率。     

基于机器视觉的零件尺寸测量方法研究

为了提高视觉测量软件平台图像处理的效率与实用性,在进行基于机器视觉零件尺寸测量软件开发前必须要规划出一套行之有效的测量方案。通过对比现有的图像处理技术,分析了相机标定、滤波、阈值化处理、形态学处理、边界检测、轮廓提取等算法,给出了实用性更强、测量效率更高的零件尺寸测量方案。在新提出的零件测量流程中,明确了特征值获取的算法,同时在零件模型构建算法中,给出了改进后的零件位姿匹配算法,通过整合各个已改进的算法,极大地提高了本套零件尺寸测量方法的实用性。     

基于模型预测算法的智能车辆横向控制研究

针对智能车辆的横向控制问题,采用3自由度车辆模型,设计了一种基于模型预测算法的车辆横向控制策略。将非线性的3自由度车辆模型进行线性化和离散化,得到线性离散的车辆模型。以前轮转角为控制量,横摆角偏差和横向位移偏差为输出量推导出车辆预测模型,并且建立目标函数和约束条件。最后通过驾驶员在环仿真实验验证,所提出的控制策略能有效实现智能车辆的横向控制。     

基于CarSim的ESP控制策略研究与仿真

以小型汽车为研究对象,针对所选车型进行设计了汽车电子稳定性控制系统模型。基于CarSim与MATLAB/Simulink仿真软件,应用模糊控制理论设计控制器模型,针对车辆在湿滑路面的运行工况进行联合仿真,仿真结果表明,通过对汽车横摆角速度和质心侧偏角的控制可以很好地改善汽车的稳定性和操纵性,验证了控制器模型及控制策略的正确性。     

基于激光雷达的机器人定位与地图构建

移动机器人的定位一直是机器人研究领域的基础,又是非常重要的技术,机器人运行过程中的准确定位更是直接将机器人推广应用的决定性因素。基于ROS平台,利用激光雷达将实际环境用二维栅格地图模型表示,结合自适应蒙特卡洛改进算法进行地图匹配定位,通过仿真实验和实际性能测试分析,均达到良好的建图和导航定位效果。     

基于动态仿真的车辆悬架模型搭建

考虑到车辆在实际道路上行驶时不断承受来自路面的高频激励作用,在搭建悬架模型时,传统的线性衬套模型不能充分反应悬架在随机载荷冲击作用下的动态特性。因此,基于柔性多体动力学理论,利用有限元分析软件对衬套模型进行模态分析,生成柔性体衬套模型并搭建样车悬架模型。将试车场采集得到的路面载荷谱作为激励,进行动态仿真及台架试验。分析二者结果可知,该建模方法对于研究悬架动态K&C特性具有一定的参考意义。     

基于PTC Pro/E的齿轮磨床夹具Top-down设计

为实现齿轮磨床夹具参数化和系列化设计,提升设计效率和质量,在PTC Pro/E软件平台上,运用骨架模型的设计方法对齿轮磨床夹具进行设计。通过概念设计、骨架模型设计和组装设计,实现设计参数从顶层(骨架)向低层(模型)的准确传递,可以实现设计参数对模型几何的控制。这种Top-down的设计方法可实现产品的快速装配,不需要对零件进行组装。实践表明,骨架模型方法具有更高的效率,更易于参数的修改,更有利于系列化产品的快速开发。     

悬架多体动力学模型调校的研究

由于悬架多体动力学模型建立时经常遇到参数不完善等问题,导致建立的模型精度不高,使得基于该模型的研究缺乏实际参考意义。利用灵敏度分析的方法对悬架模型进行试验设计并进行仿真分析,筛选出对目标参数影响较大的试验因素,同时对仿真的结果进行线性拟合,分析所选择试验因素与响应之间的相关性。最后根据响应值与目标值的差值,结合试验因子对响应值的影响程度,对所挑选出的试验因素进行修改,完成对悬架模型的调校。