基于模糊控制的通信电源蓄电池监测系统的设计与研究

本论文主要进行通信电源后备方式使用的阀控式铅酸电池劣化程度和剩余电量在线监测技术的研究和监测系统的设计。 阀控式铅酸电池是目前通信电源系统中广泛使用的后备电池,其可靠性关系到计算机系统、电信系统、石油化工反应装置等很多重要场合的安全与稳定。由于阀控式铅酸电池是一个复杂的电化学反应系统,电池采用密封技术,无法通过观察极板和测量电解液等直接的方法进行测量,也很难用常规的数据分析方法来计算电池的准确度。因此,蓄电池的在线监测是提高电池系统可靠性的关键技术,也是行业学者和许多电源系统公司研究人员致力研究的难题之一。 在课题设计中,首先围绕阀控式铅酸电池的特性以及主要技术参数,搭建了系统数据采集平台,详尽地分析了系统数据采集软硬件平台的设计过程,包括PIC24H主控制器选择,内阻、温度、电压、电流测量模块等硬件系统的设计,以及软件的设计思想、结构流程和系统调试过程中出现的问题及解决办法。 然后通过对阀控式铅酸蓄电池监测技术的比较分析,展开了利用内阻监测电池状态的研究,阐述了铅酸蓄电池内阻监测原理,内阻模型及分析内阻的准确测量方法,提出了采用数字滤波器技术实现内阻在线测量的方法,同时通过MATLAB进行数字滤波器设计和仿真,在PIC24HJ单片机中实现数字滤波算法,并进行内阻测试数据分析,同时分析内阻与蓄电池的劣化程度和蓄电池的剩余电量的关系。 通过对现场测试和数据分析,结合电池的电化学特性,本课题确定了系统建模的输入量,系统采用自适应神经网络模糊控制方法进行电池的劣化程度和剩余电量预测的建模,并利用MATLAB软件仿真模型与现场测试,取得了较好的现场使用效果。