[发明专利]基于模糊控制算法的充电装置及充电控制方法

权利要求书

1.一种基于模糊控制算法的充电装置，用于核磁共振探水系统，所述核磁共振探水系统包括发射装置，其特征在于，所述充电装置包括：

DC/DC变换模块组，所述DC/DC变换模块组包括多个并联的DC/DC变换模块，每个所述DC/DC变换模块用于对储能电容模块充电，还用于实时检测自身的输出电流并发送所述输出电流至主控模块；

储能电容模块，用于向所述发射装置提供发射时所需要的能量；

电压检测模块，用于实时检测所述储能电容模块两端的实际电压并将所述实际电压发送至主控模块；

所述主控模块，与上位机进行交互，且所述主控模块上设置有模糊控制器，所述主控模块用于接收所述输出电流、所述实际电压以及所述上位机发送的所述储能电容模块的预充电电压，并通过所述模糊控制器计算所述储能电容模块充电的切换电压；

所述主控模块，还用于根据所述输出电流、所述实际电压、所述预充电电压和所述切换电压控制每个所述DC/DC变换模块同步输出相同的恒定电流或恒定电压以对所述储能电容模块充电；

所述主控模块，还用于在每个所述DC/DC变换模块同步输出相同的恒定电压时，根据所述输出电流对各个DC/DC变换模块实时进行负载电流均分，以供每个DC/DC变换模块的输出电流基本相同；

每个所述DC/DC变换模块具体包括：

全桥变换模块，用于将一种直流电信号转换成另一种不同的直流电信号；

电流检测模块，用于实时检测所述全桥变换模块的输出电流并发送该输出电流至子控制模块；

所述子控制模块，用于接收所述全桥变换模块的输出电流，并将该输出电流发送至所述主控模块；

所述子控制模块，还用于根据所述全桥变换模块的输出电流调节脉宽调制驱动模块的输出占空比，并将所述输出占空比发送至所述脉宽调制驱动模块；

所述脉宽调制驱动模块，用于根据所述输出占空比调节所述全桥变换模块的输出电流和输出电压，以供每个所述DC/DC变换模块同步输出相同的恒定电流或恒定电压；

所述主控模块，具体用于接收所述预充电电压、所述全桥变换模块的输出电流和所述实际电压，并通过所述模糊控制器计算所述储能电容模块充电的切换电压；

所述主控模块，具体还用于根据所述预充电电压、所述全桥变换模块的输出电流、所述实际电压和所述切换电压控制每个所述DC/DC变换模块同步输出相同的恒定电流或恒定电压以对所述储能电容模块充电；

所述主控模块，具体还用于在每个所述DC/DC变换模块同步输出相同的恒定电压时，根据所述全桥变换模块的输出电流对各个DC/DC变换模块实时进行负载电流均分，以供每个DC/DC变换模块的输出电流基本相同；

通过所述模糊控制器计算所述储能电容模块充电的切换电压，包括：

确定所述模糊控制器的输入量为基准电压值U_ref，所述模糊控制器的输出量为电压裕量U_cge，以及目标函数为U_cg＝U_ref–U_cge；其中，U_cg为切换电压；

根据所述输入量和所述输出量确定模糊控制器结构；

定义所述输入量和所述输出量两者的模糊集和论域；

根据所述输入量确定隶属度函数；

根据所述输入量和所述输出量建立模糊控制规则；

根据所述模糊控制规则，建立模糊规则控制表；

基于所述输入量、所述输出量、所述模糊控制器结构、所述模糊集和论域、所述隶属度函数和所述模糊规则控制表，采用预设模糊推理算法和预设反模糊化算法计算切换电压数据；

根据所述基准电压值、所述实际电压、所述输出电流、充电精度、第二电压预设值、第一电流预设值、第二电流预设值以及第三电流预设值，判断所述充电装置是否需要停止充电的步骤，具体包括：

根据所述输出电流和第三预设公式，计算各个DC/DC变换模块的输出总电流；

根据所述基准电压值、第四预设公式以及第五预设公式，计算第一区间[U₃，U₄]；

所述第三预设公式为所述第四预设公式为U₃＝U_ref×(1-k)，所述第五预设公式为U₄＝U_ref×(1+k)；其中，I_i为各个DC/DC变换模块的输出电流，I_o为所述输出总电流，U_ref为所述基准电压值，k为所述充电精度；

所述第一电流预设值为I_omin，所述实际电压为U_o，所述第二电压预设值为U_max，第二电流预设值为I_min以及第三电流预设值为I_max；

当所述输出总电流I_o小于等于所述第一电流预设值I_omin，以及所述实际电压U_o处于所述第一区间[U₃，U₄]时，确定所述充电装置需要停止充电；以及

当所述实际电压U_o大于所述第二电压预设值U_max，所述输出总电流I_o小于所述第二电流预设值I_min，和/或所述输出总电流I_o大于所述第三电流预设值I_max时，确定所述充电装置需要强制停止充电。