که در رابطۀ فوق و به ترتیب ولتاژهای ترمینال باطری در SOC=0% و SOC=100% هستند. این مقادیر برای این نوع باطری و و همچنین در این شبیه­سازی SOC اولیه ۱۰۰% و تخمین اولیۀ ولتاژ مدار باز که در واقع در مقدار SOC=50% است، فرض شده است.

(( اینجا فقط تکه ای از متن درج شده است. برای خرید متن کامل فایل پایان نامه با فرمت ورد می توانید به سایت feko.ir مراجعه نمایید و کلمه کلیدی مورد نظرتان را جستجو نمایید. ))

جدول ‏۶٫۲- پارامترهای باطری

مقدار
پارامتر

مقاومت شارژ

مقاومت دشارژ

مقاومت داخلی

خازن

خروجی­های تخمین­گر پیشنهاد شده که به کمک آن­ها کارایی سیستم را می­توان بررسی کرد عبارتند از: جریان و ولتاژ خروجی (V_b ,I_b)، خطای تخمین ولتاژ باطری (e) و درصد خطای تخمین SOC.
در اولین شبیه­سازی مقادیر نامی استفاده شده ­اند و دورۀ زمانی آزمایش ۱ ثانیه است. برای بررسی سیستم، تقسیم بندی زمانی به این صورت است که در بازۀ سیستم در حالت تعادل است و در مبدل عمل می­ کند. همان­طور که در شکل (۶٫۱۸) نشان داده شده است، ردگیری با سرعت مناسبی صورت گرفته است و (V_oc=V_b). خطاهای سیستم نیز با سرعت مناسبی به صفر میل کرده به طوری که باعث تخمین دقیقی از SOC می­ شود.
در دومین شبیه­سازی اندازۀ خازن ۱۰ برابر مقدار نامی شده است. نتایج آمده در شکل (۶٫۱۹) آمده است، این تغییر روی ثابت زمانی تأثیر می­ گذارد، که در ناحیۀ گذار روی دقت تخمین مؤثر است. اما با این وجود، میزان خطا نهایتاً به صفر رسیده است و خطای تخمین نیز در نهایت در حالت ماندگار از بین می­رود.
در آخرین شبیه­سازی اثرات طول عمر باطری بر بر عملکرد تخمین­گر بررسی می­گردد. برای این منظور امپدانس باطری R_b به دو برابر مقدار نامی آن افزایش یافته است. این تغییر به طور مشخص روی خطای تخمین SOC تأثیر گذاشته است و نشان می­دهد که این طراحی در غلبه بر مسألۀ عمر باطری چندان موفق نبوده است. به هر حال و با توجه به نتایج آمده در شکل (۶٫۲۰) می­توان گفت که خطای تخمین مقدار قابل قبولی دارد (در حدود ۲٫۵% خطای SOC). اما این خطا با افزایش عمر باطری تأثیرگذارتر خواهد شد. بنابراین برای حل این مشکل به طرحی جدید لازم است که اندیشیده شود. در قسمت بعد طراحی استراتژی تخمین تطبیقی ارائه شده، که می ­تواند راه­حل مناسبی برای این مسأله باشد.

شکل ‏۶٫۱۸- پاسخ سیستم برآورد SOC بر اساس رؤیتگر با مقادیر نامی: (a) ولتاژ باطری V_b؛ (b) جریان باطری I_b؛ © خطای تخمین ولتاژ باطری e؛ (d) خطای تخمین SOC.

شکل ‏۶٫۱۹- پاسخ سیستم برآورد SOC بر اساس رؤیتگر با اندازۀ خازن ۱۰ برابر بزرگتر: (a) ولتاژ باطری V_b؛ (b) جریان باطری I_b؛ © خطای تخمین ولتاژ باطری e؛ (d) خطای تخمین SOC.

شکل ‏۶٫۲۰- پاسخ سیستم برآورد SOC بر اساس رؤیتگر با امپدانس ۲ برابر بزرگتر: (a) ولتاژ باطری V_b؛ (b) جریان باطری I_b؛ © خطای تخمین ولتاژ باطری e؛ (d) خطای تخمین SOC.

برآورد حالت شارژ (SCC) با تئوری تطبیقی

بسیاری از روش­های دقیق و مقاوم تخمین مستلزم محاسبات ریاضیاتی بسیار پیچیده­اند. رؤیتگر حالت لغزشی در [۹۷] ارائه شده از مبدل ساده باطری استفاده کرده و هدف طراحی آن خنثی کردن اثرات عدم قطعیت مدل سازی سیستم است.
در جای دیگر رفتار عملی باطری (NiMH) تحت شارژ و دشارژ متعدد و تغییرات جریان­های ثابت مورد بررسی قرار گرفته است [۹۸]. این مدل اثرات دمارا نیز بر کارایی باطری مورد دقت قرار داده و الگوریتم SOC را بر اساس داده ­های عملی به کار برده است.
در [۹۹] پارامترهای باطری به صورت آنلاین به وسیلۀ یک الگوریتم بهینه­سازی که از نمودارهای جریان و ولتاژ اندازه ­گیری شده استفاده می­ کند، تخمین زده می­شوند. از این رو، این مدل قادر به ضبط دینامیک سیستم باطری است و SOC را بر اساس تخمین ولتاژ برآورد می­ کند.
مدل­های متنوعی از شبکه ­های عصبی مصنوعی برای حل مسایل مربوط به تخمین SOC ارائه شده ­اند، که بعضاً نتایج رضایت بخشی هم حاصل شده است [۱۰۰]. با این حال، و با وجود موفقیت شبکه ­های عصبی، این سیستم­ها در ترکیب و ورود تجربیات عملی و انسانی در سیستم کنترل ناتوان بوده که این مساله یکی از نقاط ضعف این نوع از روش­های محاسبات نرم است.
در [۹۰] شبکه عصبی فازی (FNN) برای حل این مشکل ارائه شده است. این روش­های کنترلی در کنار نظارت و مانیتورینگ پیوسته SOC به کمک سیستم­های هوشمند به تدریج موجب عملکرد پیوسته سیستم­ها و جلوگیری از ادامه کار در SOC پایین شده ­اند.
در این طراحی، هدف تخمین که منتج به تخمین SOC می­ شود، است. تمامی پارامترها از جمله و C از ابتدا نامشخص و غیر قابل اندازه ­گیری فرض می­شوند. تنها موارد قابل اندازه ­گیری ولتاژ باطری و جریان هستند. جریان درحالت دشارژ ، مثبت و در حالت شارژ منفی گرفته می­ شود.
قبل از شروع به تجزیه و تحلیل سه فرض زیر را در نظر می­گیریم:

1. 1. و در بازه­ای که از آنها مشتق­گیری می­ شود پیوسته و محدودند.

1. 1. (ولتاژ مدار باز) تقریباً تغییرناپذیر با زمان فرض می­ شود .

1. 1. و به طور مداوم در حال تغیرند.

حال به تحلیل می­پردازیم:
را به عنوان خطای تخمین ولتاژ باطری و S را به عنوان خطای مدل مرجع به صورت زیر در نظر می­گیریم.