[发明专利]一种基于PID控制电池更换的充电站系统

说明书

一种基于PID控制电池更换的充电站系统，包括电力设备、监控管理工作站、交易管理系统、配电网络、数据网络、充电设备、换电设备、监测设备，电池更换设备要包括电池箱、电池充电架、换电机器人、传动机构和堆垛机器人,堆垛机器人的控制采用PID切换的方式进行控制，输入值与输出反馈值进行运算得到输入误差值，同时对输入误差值进行模糊PID控制运算和固定参数PID控制运算。

技术领域

本发明属于充电桩领域，特别涉及一种基于PID控制电池更换的充电站系统。

背景技术

充电站对于电动汽车推广和普及具有决定性的作用,在全球范围内电动汽车的发展和充电设施的建设同步展开,美国和其他一些发达国家对无人值守电站的研究一直处于领先地位,通过智能化的监控系统来实现充电站管理的自动化和智能化,提高安全性水平和效率。目前尚无具有普遍适用性的充电站监控系统，电动汽车换电站立体仓库与其它自动化立体仓库一样,用于对货物的存储、搬运和集中管理等,只不过这里是对电动汽车电池的存储、搬运、更换以及管理。这种方式是将电动汽车电池提前充好电,储存起来,当需要更换电池时,利用堆躲机取出已经充好电的电池,随时更换即可,这样可以大大提高电动汽车换电的效率。所以,在电动汽车换电站中,建设高精度控制的自动化的换电设备是十分必要的,能够有效地提高电动汽车换电站的作业效率,增加电动汽车换电站的吞吐量,获得较大的经济效益和社会效益。所以,研究电动汽车换电站立体仓库及堆操机,有着很大的实际意义。

发明内容

本发明要解决的技术问题是如何实现精确的电池更换，对此本发明提供一种基于PID控制电池更换的充电站系统。

本发明的技术方案为：一种基于PID控制电池更换的充电站系统，包括电力设备、监控管理工作站、交易管理系统、配电网络、数据网络、充电设备、换电设备、监测设备，

电力设备包括光伏设备、火力发电站、风力发电站；

充电设备包括直流充电桩、交流充电桩；

配电网络包高压电网、低压电网、直流母线、高压配电柜、配电变压器、低压配电柜；

数据网络包括以太网和CAN总线；

监测设备包括摄像机、烟感传感器、红外传感器；

监控管理工作站通过以太网与站控计算机连接，站控计算机通过监测设备对电力设备、配电网络和充电设备进行监控，

电池更换设备要包括电池箱、电池充电架、换电机器人、传动机构和堆垛机器人,电池更换设备采用后备箱换电方式，电池充电架、换电机器人、传动机构和堆垛机器人通过CAN现场总线网络与站控计算机通信，堆垛机器人的控制采用PID切换的方式进行控制，产生精确的输出控制量，输入值与输出反馈值进行运算得到输入误差值，同时对输入误差值进行模糊PID控制运算和固定参数PID控制运算，其中，模糊PID控制运算较固定参数PID多出了模糊运算模块，其对固定参数PI D控制运算中的固定参数进行模糊化调节，输入误差值与选定的调节参数进行比较，当输入误差值大于调节参数时，切换开关选定模糊PID控制的输出值作为堆垛机器人的输出控制值，从而使堆垛机器人的动作快速进入稳定状态；输入误差值小于调节参数时,认为堆垛机器人已经处于稳定状态，切换开关选定固定参数PID控制的输出值作为堆垛机器人的输出控制值,减少系统执行程序的时间,提高系统的运行效率。

本发明的有益效果：

(1)使用PID切换减少系统执行程序的时间,提高系统的运行效率。

(2)通过PID算法实现电池更换设备的精确控制，提高系统的运行效率；

(3)堆垛机运行性能的优化,增加了堆垛机运行过程中的快速性与稳定性；

(4)构建安全、可靠的充电桩共享交易环境，将极大地方便充电用户；