[发明专利]一种基于多模糊控制器的复合电源能量管理方法

权利要求书

1.一种基于多模糊控制器的复合电源能量管理方法，其特征在于，包括：通过多模糊控制器的切换来改变超级电容的充放电趋势，从而提高超级电容充放电平衡性。

2.如权利要求1所述的基于多模糊控制器的复合电源能量管理方法，其特征在于，该方法具体包括：

定义反映相邻时段工况信息关系的功率比β，表示为：

其中，P_平(k-1)是k-1时刻到k时刻这一时段内机器人的平均需求功率、P(k)为k时刻机器人的需求功率；

定义切换信号α，表示为：

α＝M_SOC+2M_p+1 (4)

其中，USOC(k)表示k时刻超级电容SOC的瞬时值；USOC_opt为超级电容SOC参考值；α为模糊控制器切换信号；切换信号α＝i(i＝1,2,3,4)分别对应模糊控制器A～D；

当P_平(k-1)＜0时，对于模糊控制器A和B，设定功率比β的语言变量为{NB,NS,PS,PB}；当P_平(k-1)＞0时，对于模糊控制器C和D，设定功率比β语言变量为{NB,NS,PS,PMS,PM,PMB,PB}，其中，NB、NS、PS、PMS、PM、PMB和PB分别表示负大、负小、正小、正中小、正中、正中大和正大；选定功率比β的论域，设置功率比β隶属度函数；

设定ΔUSOC(k)的语言变量为{NB,NS,ZE,PS,PB}，分别表示为负大、负小、零、正小、正大；选定ΔUSOC(k)的论域，设置ΔUSOC(k)隶属度函数；

定义四个模糊控制器A～D输出量，即比例因子K_p的语言变量为{NB,NM,NS,ZE,PS,PM,PB}，分别表示负大、负中、负小、零、正小、正中、正大；选定比例因子K_p的论域，设置比例因子K_p隶属度函数；

设置k时刻到k+1时刻这一时段内超级电容SOC变化量ΔUSOC(k)预测公式为：

ΔUSOC(k)＝ΔUSOC(k-1)+K_p(USOC_opt-USOC(k)) (5)

ΔUSOC(k-1)＝USOC(k)-USOC(k-1) (6)

其中，USOC(k-1)表示k-1时刻超级电容SOC的瞬时值，ΔUSOC(k-1)、ΔUSOC(k)分别表示k-1时刻到k时刻这一时段内、k时刻到k+1时刻这一时段内超级电容SOC变化量；

步骤S10，依据公式(2)～(4)计算切换信号α，根据切换信号α选择模糊控制器A～D；

步骤S20，依据公式(1)计算功率比β，依据公式(6)计算ΔUSOC(k-1)；

步骤S30，功率比β输入步骤S10选择的模糊控制器中，依据设置的功率比β隶属度函数获得功率比β语言变量值；

步骤S40，ΔUSOC(k-1)输入步骤S10选择的模糊控制器中，依据设置的ΔUSOC(k)隶属度函数获得ΔUSOC(k-1)语言变量值；

步骤S50，依据功率比β语言变量值和ΔUSOC(k-1)语言变量值，通过查模糊规则表，获得比例因子K_p语言变量值；

步骤S60，依据设置的比例因子K_p隶属度函数，计算K_p具体数值；

步骤S70，输入比例因子K_p到公式(5)中，获得ΔUSOC(k)预测值，依据式i_c(k)＝-ΔUSOC(k).Q_c计算超级电容分配电流i_c(k)，其中Q_c是超级电容的最大电荷量；

步骤S80，将总需求电流i_总(k)减去超级电容分配电流i_c(k)得到锂电池分配电流i_b(k)。

3.如权利要求2所述的基于多模糊控制器的复合电源能量管理方法，其特征在于，

功率比β的论域为[-10,10]。

4.如权利要求2所述的基于多模糊控制器的复合电源能量管理方法，其特征在于，

ΔUSOC(k)的论域为[-4,4]。

5.如权利要求2所述的基于多模糊控制器的复合电源能量管理方法，其特征在于，

比例因子K_p的论域为[-8,8]。