[发明专利]铝空气电池电力变换器的PID控制算法

说明书

本发明公开了一种铝空气电池电力变换器的PID控制算法，根据铝空气电池电力变换器的输出值与预设值进行比较并计算得到的偏差e及相邻两次的偏差变化量ec，采用模糊自适应PID控制算法不断调整主控制器输出的PFM控制频率，从而控制开关管的开关频率在要求的精度之内，从而使得本发明的铝空气电池电力变换器输出稳定电压。本发明的铝空气电池电力变换器的PID控制算法提升了铝空气电池电力变换器输出电压的稳定性，拓宽了铝空气电池的应用场合。

技术领域

本发明涉及电力变换器控制算法领域，尤其是涉及一种铝空气电池电力变换器的PID控制算法。

背景技术

随着国家新能源战略的推动和发展，铝空气电池因其质量轻、体积小、安全高效、环保节能、运行温度低且无需充电等优点，成为新能源电池研究开发的热点之一。但是铝空气电池输出电压不稳定，动态特性较差，制约了它在一些场合的实际应用。在一些应用要求较高的场合，为了得到稳定的、高精度的输出电压，铝空气电池一般和DC/DC变换器联用。铝空气电池的输出受 DC/DC变换器的调节，该DC/DC变换器的性能和效率，将直接影响铝空气电池能量转换系统的整体性能和效率。因此DC/DC变换器是稳定铝空气电池输出电压，提高铝空气电池输出电能转换效率的关键。我国针对铝空气电池的研究相对偏少，而且目前大多集中在改善铝阳极和空气阴极的性能方面，在对电池的实际应用方面则少有研究。目前很少有针对铝空气电池电力变换器的PID 控制算法的相关文献，而在实际应用中，又无法将一般的电力变换器直接应用于铝空气电池。

发明内容

本发明的目的在于解决现有技术的不足，提供一种控制铝空气电池电力变换器稳定精确地输出电压的铝空气电池电力变换器的PID控制算法。

本发明解决上述技术问题采用的技术方案是：

一种铝空气电池电力变换器的PID控制算法，包括模糊自适应PID控制算法，模糊自适应PID控制算法包括以下步骤：

S1、将铝空气电池电力变换器的输出值与预设值进行比较并计算得到偏差e及相邻两次的偏差变化量ec；

S2、在模糊控制器内分别对偏差e及偏差变化量ec进行模糊化、模糊推理、解模糊并得到PID控制算法的参数；

S3、采用S2中已确定参数的PID控制算法推理得到铝空气电池电力变换器中开关管的开关频率的增量值，并根据开关管的开关频率的增量值调整铝空气电池电力变换器中主控制器的PFM控制频率，从而调整控制铝空气电池电力变换器的输出。

以上技术方案中，铝空气电池电力变换器中的开关管的开关频率控制铝空气电池电力变换器的输出电压，而主控制器输出的PFM控制频率用于控制开关管的开关频率。本发明的预设值为广泛应用于电子线路中的48V，根据铝空气电池电力变换器的输出值与预设值进行比较并计算得到的偏差e及相邻两次的偏差变化量ec，采用模糊自适应PID控制算法不断调整主控制器输出的PFM控制频率，从而控制开关管的开关频率在要求的精度之内，从而使得本发明的铝空气电池电力变换器输出稳定电压。

对于模糊自适应PID控制算法，PID控制算法决定了铝空气电池电力变换器的输出电压，而模糊控制器则根据预设值与输出电压的偏差e及偏差变化量ec，对PID控制算法的参数进行实时预调整，从而得到精准的铝空气电池电力变换器的输出电压。

作为优选，PID控制算法包括以下步骤:

Q1、计算在第k次T时刻计算铝空气电池电力变换器的输出值与预设值之间的偏差e(k)；

Q2、判断偏差e(k)是否小于等于积分阈值ε，若偏差e(k)小于等于积分阈值ε，则采用PID控制计算得到第k次T时刻的开关管的开关频率的增量值Δu(k)，否则采用PD控制计算得到第k次T时刻的开关管的开关频率的增量值Δu(k)；