最优轨迹规划方法及其平动点航天器编队均衡耗能重构应用

由于均衡耗能航天器编队能够提高整体航天器编队服役时间,针对平动点航天器编队重构的均衡耗能最优轨迹规划问题,提出一种以状态、协态和控制三类变量插值为核心的求解非线性最优控制问题的新方法。基于连续时间表达的非线性最优控制问题通过变分原理转化为非线性方程组的求解,并进一步推导非线性方程组显示格式的Jacobi矩阵提高非线性方程组的计算效率。本文方法既满足最优控制理论的一阶必要条件又具有较大的收敛域;同时,不需要对协态初值准确猜测,避免了大规模非线性规划问题的求解。通过对中心航天器位置固定和无中心航天器两种情况的数值模拟,结果表明,本文方法对航天器编队重构轨迹规划问题能够达到均衡耗能的目标,具有一定的应用价值。

空间锂离子电池组非耗散均衡控制方案

随着能量密度和可靠性等性能指标要求的提升,空间锂离子电池组逐渐成为航天器储能装置应用和发展的主流,其寿命和性能极大地依赖于对串联单体电池的均衡管理。为提高基于双向直流/交流(DC/AC)变换器的非耗散均衡管理单元对空间宽温度工作范围的适应能力,降低在轨时的损耗,文章在空间锂离子电池组非耗散均衡控制方案的基础上提出一种适用于双向DC/AC变换器的谐振频率跟踪控制方法,利用全数字锁相环对变换器固有频率进行实时跟踪,使得双向DC/AC变换器始终工作在系统谐振状态。仿真和试验结果表明:谐振频率控制方法可以实现对固有频率变化的跟踪,在宽范围内变换器始终工作于软开关状态,从而降低了开关器件损耗,提升了均衡管理效率。锂离子电池组非耗散均衡控制方案的在轨应用实现了电池管理产品的升级换代,保障了航天器锂离子电池组的在轨安全运行。

金属类电池的非耗散型均衡控制——评《金属燃料电池》

金属类电池是常见的电池种类,近年来锂电子电池等得到了广泛应用,主要是光伏电源、电瓶供电、电动自行车以及电动汽车等领域。电池具有稳定的电压,才能拥有良好的性能与寿命,这是金属类电池实现电池稳定增效的关键所在,而这需要通过非耗散型均衡控制来实现。相关控制技术的研究受到了广泛的关注。在这种情况下,由卢惠民、范亮编著的《金属燃料电池》(科学出版社,2015年出版)对金属燃料电池的基础知识、各类金属燃料电池的特征、性能以及应用进行系统剖析,为研究金属类电池的非耗散型均衡控制技术提供重要的理论与实践参考。

基于耗水均衡的东北水田灌区地下水数值模拟与水源配置

【目的】缓解东北粮食主产区地下水超采压力,促进地表水、地下水资源科学配置。【方法】以黑龙江省庆安县和平灌区为研究区,基于耗水均衡的地下水数值模拟模型,采用实测资料对模型进行了验证与识别。在此基础上,应用该模型对2种灌溉模式下共22种情景进行了模拟。【结果】在常量灌溉模式下,地下水占比<66%时,灌区的地下水位有所抬升,能够得到恢复;等于66%时,灌区处于平衡状态;>66%时,灌区的地下水位持续下降。在节水灌溉模式下,地下水占比<68%时,灌区的地下水位有所抬升,能够得到恢复;等于68%时,灌区处于平衡状态;>68%时灌区的地下水位持续下降。各占比情景下节水灌溉模式较常量灌溉模式的地下水位波动小。【结论】地下水资源在灌溉用水中的占比对灌区的耗水均衡状态影响显著,随着地下水资源占比的增加,表现为灌区的20 a补排差总量逐渐减小为负值。

针对电动汽车锂离子电池组的非耗散式均衡技术的分析与仿真

随着能源危机和环境污染的加剧,电动汽车产业高速发展,使其有望成为未来汽车行业重点发展方向。在当下电动汽车行业领域,续航里程是其核心竞争力的关键指标。而锂离子电池作为电动汽车常用的动力来源,其能量的不一致性将直接对电动汽车的续航里程带来负面影响,不仅如此,能量不一致还将危及人车安全。因此,一个能够实现主动均衡的电池管理系统对于电动汽车至关重要。该研究通过对现有能量均衡的不同方案进行了分析,提出一种新型双向非耗散式均衡方案,利用PSIM软件对一个3芯电池组展开仿真试验。结果显示,非均衡的电池组经过该方案进行能量均衡后,各电芯的电压差可以达到预定范围,续航能力约提升3.2%,进一步验证了该研究提出的双向非耗散式均衡方案的可行性。

锂离子电池组均衡电路的发展现状

介绍了锂离子电池组均衡电路的发展现状及均衡电路的原理。按功耗和功能对均衡方式进行了分类,能量非耗散型均衡和充电均衡有广泛的实际应用。展望了锂离子电池组均衡电路的发展趋势。

应用于动力电池组的积木式结构均衡控制方案

探讨了单体失衡现象对动力电池组性能的不良影响,分析了常见的均衡策略及其相应的电路结构,提出了积木式结构动力电池组均衡控制方案,结合电池单体端电压与荷电状态之间的对应关系,通过监控单体端电压状态,并根据相邻单体的电压差异做出均衡控制策略的决策判断.针对耗散型均衡及非耗散型均衡两种方案设计了对应的均衡模块,来对磷酸铁锂电池组进行充电、放电两种模式的均衡实验.结果表明,文中方案可对任意节单体组成的动力电池组进行有效的均衡管理.

具有均衡控制功能的锂电池管理系统设计

设计了以飞思卡尔单片机XS128为微处理器,以电池监视器bq76PL536A为监测终端的锂电池管理系统,实现了对电池电压、电流、温度的实时、准确监测。采用一种基于分流电阻的耗散型均衡控制方法来克服锂电池的不一致性带来的负面影响。鉴于锂电池荷电状态与开路电压间的非线性特性,均衡控制以电池的荷电状态为输入参量。为了避免均衡过程中过多的能量损耗,均衡电流以平均荷电状态而不是最低荷电状态为参考,并限制在250 mA以内。仿真结果表明了控制策略的有效性。

电池组均衡技术研究现状

电池组均衡技术是电池管理系统关键技术之一,可根据电池组状态信息对电池组进行实时均衡管理,避免不一致性的扩大,提高电池组容量利用率,能在一定程度上减缓电池组老化速度。本文深入分析了国内外的电池组均衡方法,按照均衡电路、控制策略以及系统结构3个方面,比较了各种均衡方法的优缺点及其适用场合,列举了不同方法的研究情况,给出了串联电池组均衡技术研究亟待解决的问题与发展方向展望。

中国皇权专制社会治乱循环现象的经济学解释——基于租金耗散的视角

本文用租金耗散一般均衡模型刻画了由于中国皇权专制社会官僚集团的寻租活动盛行所导致的官僚机构日益膨胀、国家开支不断增大,税负不断加重,最终导致社会全面崩溃的过程,并用大量的经济史、人口史资料对模型的结论进行了验证。认为,皇权至高无上不受约束、国民的财产权和人身自由权无法得到有效保障的法权结构是导致中国皇权社会治乱循环的根本原因。

发展“三高”果业需重视大生态系统的耗散协调性──剖析龙泉花果山的大生态环境

发展高产优质高效果业，常会涉及到大生态系统的各类环境因子群。龙泉花果山的大生态系统主要是以风化岩体→紫色土容库→蜜桃等构成的向量大系统的综合反映，并呈现非均衡耗散结构的复杂协调性，这些因素直接制约“三高”果业的发展。

一种面向轻型电动车的锂离子电池组均衡方法

针对四轮轻型电动车的典型应用,提出了一种面向24节串联锂离子电池组的非耗散型均衡方法。该方法通过对电池状态进行精确监测,利用目前较为先进的LTC3300芯片,可将电荷从SOC较高的电池转给电池组,也可用电池组的整体电荷对某个SOC较低的电池补电,实现双向快速均衡。通过均衡与充电交替进行的控制策略,电池组能实现SOC意义上的均衡,提高均衡精度。试验及仿真结果表明,该方法在均衡耗时及能量效率两个方面都较现有方法更优。

串联蓄电池组均衡控制策略研究

针对串联蓄电池组单体电池间存在的不一致性问题,改进了一种基于Buck-Boost均衡电路的均衡控制策略。由于传统的均衡控制策略对某些特殊情况的电池组不一致状态均衡效果不理想,采用最值比较法与相邻差值比较法相结合的均衡控制策略,可有效改善电池组的不一致性,并得到仿真实验对比验证。最后通过对6节镍镉蓄电池的均衡充电,结果表明该均衡策略能有效减小电池组极差,避免不一致性的扩大,提高电池组容量利用率。

无人直升机发动机启动电源均衡设计

启动电源系统可在无人直升机发动机启动时提供电源,是无人直升机可靠运行的基础.将六节磷酸铁锂电池串联组成锂电池组,针对锂电池组放电不均衡的缺陷,设计了基于荷电状态(SOC)均值的均衡算法.通过采集电池组参数,计算出SOC,对高于SOC均值的电池单体进行耗散均衡,最终SOC标准差为0.047 8%,95%置信区间为[0.029 8%,0.117 3%].该算法提高了电池单体在放电过程中的均衡性、均衡效率,而且没有过度均衡,避免了能源浪费,对提高无人直升机运行的可靠性具有重要意义.

锂离子电池的均衡控制综述

分析了锂离子电池匹配失衡产生的原因,介绍了能量耗散型和能量非耗散型的均衡电路的实现方法,阐述了充电均衡、放电均衡、动态均衡的特点,最后指出了锂离子电池均衡控制的发展趋势。

基于深度网络的电池管理系统设计

电池管理系统是电动汽车的重要组成部分,智能化、高精度、实时SOC估算与降低电池管理系统成本是新能源电动汽车追求的目标。硬件上以飞思卡尔作为主控芯片控制大量的光耦继电器开关,配合热敏电阻,霍尔传感器以及AD转换即可实现电池基本数据采集,成本低廉,性能较好。采集完成后通过CAN通信电路与主机PC通讯监控。在SOC估算方面,使用深度网络估算SOC,精度较高,实时估算误差控制在2%以内,并采用非耗散型均衡方式保障电池组的容量均衡,具有较好的推广使用价值。