[发明专利]基于继电反馈的控制参数自整定锂电池充电控制方法

权利要求书

1.基于继电反馈的控制参数自整定锂电池充电控制方法，其特征在于，

它包括如下步骤：

步骤一：根据锂电池的电气特性，建立所述锂电池的等效电路模型；并采用小信号模型，建立充电系统主电路的模型；所述充电系统主电路的模型与锂锂电池的等效电路模型相结合，获得充电系统的动态模型；

步骤二：对所述充电系统的动态模型的控制回路中引入继电反馈，使得充电系统在输出侧产生震荡，通过测量所述震荡的频率和幅值，获得锂电池等效电路模型在当前工作状况下的模型参数，依据所述模型参数对充电系统的PID控制器的参数进行整定。

2.根据权利要求1所述的基于继电反馈的控制参数自整定锂电池充电控制方法，其特征在于，

所述步骤一中，所述锂电池的等效电路模型为一阶RC模型；

所述小信号模型为采用峰值电流控制模式下的BUCK变换器的小信号模型。

3.根据权利要求1所述的基于继电反馈的控制参数自整定锂电池充电控制方法，其特征在于，

所述步骤二中在所述充电系统的动态模型的控制回路中引入继电反馈，使得充电系统在输出侧产生震荡，通过测量所述震荡的频率和幅值，获得锂电池等效电路模型在当前工作状况下的模型参数，依据所述模型参数对充电系统的PID控制器的参数进行整定的方法包括如下步骤：

步骤二一：在所述充电系统的动态模型的控制回路中引入继电反馈，使所述控制回路中的被控对象传递函数G_d(z)输出的电压在谐振频率ω_o处震荡；

步骤二二：将充电系统的PID控制器的第一个零点设置在谐振频率ω_o处；充电系统的PID控制器的离散表达式为：

其中z₁和z₂分别表示充电系统的PID控制器的两个零点；z表示进入充电系统的PID控制器的电压信号；

通过调整充电系统的PID控制器的第二个零点位置，使所述控制回路中的被控对象传递函数G_d(z)输出的电压在设定的穿越频率ω_C处震荡，充电系统获得相应的的相位裕度；

步骤二三：通过测量步骤二二中所述震荡的幅值，调整充电系统的PID控制器的比例系数K。

4.根据权利要求3所述的基于继电反馈的控制参数自整定锂电池充电控制方法，其特征在于，

所述步骤二一中在所述充电系统的动态模型的控制回路中引入继电反馈，使所述控制回路中的被控对象传递函数G_d(z)输出的电压在谐振频率ω_o处震荡的方法为：

在充电系统的动态模型的控制回路中串联一个继电反馈控制器，并用一个积分控制器替换串联在继电反馈控制器和被控对象传递函数G_d(z)之间的PID控制器，使充电系统输出电压无静差，同时使被控对象传递函数Gd(z)和积分电路在谐振角频率ω。处产生的-180度相移，则使充电系统的输出在所述谐振角频率ω。处震荡，