基于锂电池SOC估算方法

电池的荷电状态(State of charge,SOC)是锂电池组电池管理系统的重要参数,而电池的SOC估算受到很多因素的综合影响,难以保证其估算精度。准确的电池模型是精确估算SOC的基础,通过对电池模型的改进、模型参数的实时更新,提高了模型参数的精确度;修正的扩展卡尔曼滤波并结合修正的安时积分法,减小了温度、充放电倍率等因素的影响,从而提高了SOC估算的精度。     

考虑量测坏数据的发电机动态状态估计方法

随着相量测量单元(PMU)的广泛应用,基于PMU的发电机动态状态估计的研究越来越受到重视。如果存在量测坏数据,动态状态估计的滤波效果会受到严重的影响。首先介绍了一种基于无迹卡尔曼滤波(UKF)的发电机动态状态估计方法。然而,由于PMU数据的质量不高,为解决坏数据的问题,推导残差方程得出时变的阈值,再通过一种迭代检测的方法确定坏数据的测点位置。对于坏数据对应的量测,算法将其剔除后重新进行一次估计,以修正估计结果。算例结果表明,该方法能有效抑制量测坏数据对发电机动态状态估计的影响。     

基于卡尔曼滤波的空气细颗粒物称重数据处理

针对在细颗粒物采样监测装置中称重部分数据采集易受外部环境的影响,产生测量误差和干扰,导致称重部分的精度达不到要求,进而影响整个监测装置的测量精度和性能.通过经典的卡尔曼滤波算法,对传感器读取的数据进行处理,去除了极端数据,提高了称重部分的检测精度.通过MATLAB编写程序,对称重数据进行处理并图形化显示,满足称重部件精度要求±2 mg的要求,验证了卡尔曼滤波算法在此应用的有效性.该方法可应用于相关领域的数据处理.     

使用线性卡尔曼滤波进行WiFi-惯导的融合定位

为提高WiFi室内定位的精度,对线性卡尔曼滤波融合WiFi与惯导定位数据的方法进行了研究.阐述了数据融合所具有的优势,分析了卡尔曼滤波的原理与过程,详细推导了将线性卡尔曼滤波应用于融合定位过程的全部计算公式,其中包括协方差阵估计公式.通过实地实验发现,应用本方法后,定位精度由2.81 m提高到了1.95 m.相对于传统的常用的非线性卡尔曼滤波和无迹卡尔曼滤波进行融合定位的方法,本方法具有形式简单,易于实现,计算量小且精度高的优点.     

Fractional‐order electronically controlled generalized filters

Novel topologies of fractional‐order generalized filters are introduced in this paper. These offer the following benefits: (1) realization of lowpass, highpass, bandpass, allpass, or bandstop filter functions by the same topology; (2) resistorless realizations; (3) electronic adjustment of their frequency characteristics as well as their order; and (4) employment of only grounded capacitors. All the above have been achieved using Operational Transconductance Amplifiers as active elements and appropriate multi‐feedback topologies. The behavior of the proposed designs is verified through simulation results using the Cadence IC design suite and the Design Kit provided by the Austrian Micro Systems 0.35‐µm complementary metal–oxide–semiconductor process. Copyright © 2016 John Wiley & Sons, Ltd.     

考虑饱和效应的永磁同步电机全程无位置传感器控制

针对永磁同步电机无位置传感器控制静止和低速时位置估计困难,采用恒电流变频(I/F)起动,可在不同负载下都能顺利起动。中高速阶段采用无迹卡尔曼非线性滤波器(UKF)进行位置估计,同时考虑了磁场的饱和效应和滤波器的滞后,采用时变电感参数和滤波器滞后补偿来提高位置估计精度。并利用转矩-功角自平衡特性,完善了I/F起动到UKF无位置传感器闭环控制的过渡策略,实现电流和转速的平滑切换。实验结果说明该策略可实现全程无位置传感器控制,并且在负载、转速变化过程中,估计位置无稳态误差。     

A Novel Approach to Detect Faults Occurring During Power Swings by Abrupt Change of Impedance Trajectory

The main purpose of power swing blocking is to distinguish faults from power swings. However, faults occurred during a power swing should still be detected and cleared promptly. This paper proposes an index based on detecting abrupt jump of impedance trajectory by utilization of the predicting capability of the Kalman Filter. The proposed index is calculated by assessing the difference between predicted and actual samples of impedance. The predicted impedance samples are obtained using the Kalman filter and Taylor expansion, which are used in this paper to track the phasor precisely. Second order of Taylor expansion is used to decrease the corrugation effect of impedance estimation and increase the reliability of the proposed method. Furthermore, in order to increase the selectivity of the proposed method, the proposed index is armed with phase comparison logic to detect internal faults. The instantaneous estimation and prediction capability of the Kalman filter are two reasons for proposing the use of Kalman filter. Intensive studies have been performed and the merit of the method is demonstrated by test simulations.     

新型动态电压恢复器对短路故障电流主动调节的研究

提出在动态电压恢复器(DVR)系统的串联逆变器交流输出端增设反并联晶闸管支路的拓扑,以实现动态电压补偿功能与故障电流限制功能。分析所提拓扑的故障电流限制功能机理,建立其运行数学模型;在限流功能动态过程分析基础上,提出一种通过调整晶闸管触发相位角的故障电流调节方法,给出限流阻抗的调节范围,从而解决限流阻抗与电网原有过流保护的配合问题;最后,采用PSCAD/EMTDC仿真软件和实验室样机,验证所提拓扑及控制方法的正确性。     

三电平有源电力滤波器死区效应分析与补偿

针对有源电力滤波器(APF)的死区效应问题,在三电平APF等效开关电路的基础上,从死区效应生成原理出发,结合三电平开关状态方程,推导出死区时间与电流跟踪误差之间的线性关系,阐释了死区时间带来的影响。提出了一种死区补偿方法,给出了补偿方法的控制原理图,并从控制系统的闭环特性角度分析了系统的性能。对比了无死区系统与死区补偿系统的性能,发现后者具有更好的稳态性能。通过仿真和实验结果表明所提方法能有效抑制死区效应。     

四驱混合动力轿车驱动工况无迹卡尔曼车速估计

针对驱动模式复杂多变的四驱混合动力轿车,考虑其后轮毂电机驱动转矩的准确可测以及既定模式下前驱动轮转矩的可推算性,结合电子稳定程序(Electronic stability program,ESP)系统传感器信号,提出无迹卡尔曼车速估计算法。搭建四驱混合动力轿车仿真平台,其集成了驱动系统模型、非线性7自由度车辆动力学模型和统一轮胎模型。基于车辆动力学模型和轮胎模型,设计融合驱动轮转矩信息和传感器信息的车速估计算法,并将估计结果与仿真车速进行比较分析。在样车上加装转向盘转角、横摆角速度和质心加速度等传感器,采集轮转、驱动轮转矩信息,在后轮纯电驱动模式低速双纽线试验、四轮混合驱动模式双移线和蛇行试验工况下,对所设计算法进行实车道路试验。仿真和实车试验结果表明,无迹卡尔曼车速估计算法精度较高,且具有较强的工况适应性。