【摘 要】
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近年来,随着电动汽车、储能等产业的快速发展,对电池进行高效、安全充电的控制技术成为了研究热点。由于降压斩波电路(BUCK)所占空间小,便于控制实现,被广泛应用于充电控制管
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近年来,随着电动汽车、储能等产业的快速发展,对电池进行高效、安全充电的控制技术成为了研究热点。由于降压斩波电路(BUCK)所占空间小,便于控制实现,被广泛应用于充电控制管理电路中。以BUCK开关电路对多组电池进行恒流充电控制为研究对象,本文基于微分求积法(Differential Quadrature Method,简称DQM)研究并推导出了对BUCK电路和电池模型所建立状态方程进行数值求解的算法,实现对BUCK电路的状态观测和建模。本文分析了传统PID控制器在BUCK控制中的不足之处,研究将控制自由度更大的分数阶PID控制器应用到BUCK电路中,实现对多组电池进行恒流充电的反馈控制。在BUCK恒流充电控制中,以时间乘以误差绝对积分(ITAE)为性能指标,本文研究并提出了基于蚁群算法实现分数阶PID控制器参数优化整定的方法。仿真结果表明,该优化方法能使BUCK充电电路的输出电流快速达到稳定,调节时间短、输出暂态过程相对优化。验证了基于蚁群优化分数阶PID的BUCK电路充电控制算法的相对优越性。
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