[发明专利]一种混合电容器功率状态在线估计方法及系统

权利要求书

1.一种混合电容器功率状态在线估计方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1.根据混合电容器等效电路模型获取状态空间方程，并对所述状态空间方程进行离散化；

S2.对混合电容器进行工况测试，采集k时刻混合电容器的电压值和电流值，利用带遗忘因子的递推增广最小二乘法在线辨识离散化的状态空间方程的参数；

S3.利用S2实时获得的参数，对混合电容器的瞬时峰值功率估计与持续峰值功率进行估计；

S4.在k+1时刻，重复上述步骤S2～S3，直到整个工况结束。

2.如权利要求1所述的混合电容器功率状态在线估计方法，其特征在于，所述混合电容器等效电路模型包括可变电容、欧姆内阻以及多个串联的RC电路，状态空间方程表示为：

其中，C₀为可变电容，R₀为欧姆内阻，R_i为第i个RC电路的电阻，C_i为第i个RC电路的电容，RC_i表示的是第i个RC电路，i＝1,2,3,…,n，I为负载电流，U_t为混合电容器的端电压，U_C0和U_RCi分别是可变电容C₀的电压和第i个RC电路的电压，表示对时间的微分。

3.如权利要求2所述的混合电容器功率状态在线估计方法，其特征在于，离散化的状态空间方程表示为：

其中，Δt为系统采样周期，I_k为k时刻的负载电流，U_t,k是k时刻混合电容器的端电压，U_C0,k是k时刻可变电容C₀的电压，U_RCi,k是k时刻第i个RC电路的电压。

4.如权利要求3所述的混合电容器功率状态在线估计方法，其特征在于，对所述离散化后的状态空间方程进行Z变换和Z反变换，得到带时延的差分方程：

U_t,k＝θ₁U_t,k-1+…+θ_n+1U_t,k-n-1+θ_n+2I_k+…+θ_2n+3I_k-n-1+w_k+c₁w_k-1+c₂w_k-2+…+c_rw_k-r (3)

其中，θ_j是关于模型参数的变量，j＝1,2,3,…,2n+3，w_k为k时刻的白噪声，r是白噪声滑动平均模型的阶数，c_l是模型的系数，l＝1,2,3,…,r。

5.如权利要求4所述的混合电容器功率状态在线估计方法，其特征在于，k时刻系统的输出测量值表示为：

y_k＝H_kθ_k+w_k (4)

其中，y_k是k时刻系统的输出测量值，H_k和θ_k分别是k时刻的数据矩阵与参数矩阵。

6.如权利要求5所述的混合电容器功率状态在线估计方法，其特征在于，所述带遗忘因子的递推增广最小二乘法的递推过程如下：

其中，λ为遗忘因子，K_k为增益矩阵，P_k是参数估计值的误差协方差矩阵，I为单位矩阵。