[发明专利]一种用于飞轮阵列系统充放能的智能控制方法

权利要求书

1.一种用于飞轮阵列系统充放能的智能控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)获取每个飞轮当前的存储能量数值与当前转速值的关系曲线，以子函数形式编写于控制器中，待调用；

(2)飞轮阵列系统通过收集飞轮不工作时的数据并存储于控制器中，拟合得到每个飞轮在满额状态到停止转动的储能数值随时间变化函数，并生成每个飞轮在无工作状态下的自由放能函数并存储于控制器，待调用；

(3)控制器检测到n个飞轮的当前剩余容量值，当系统处于充能状态，剔除满额储能状态的飞轮；当系统处于放能状态，剔除停止状态的飞轮，将剩下的m个飞轮当前存储能量值以数组变量形式存储于CPU中；

(4)通过自由放能函数与已测得的当前存储能量数组值计算，得到m个飞轮自由失能的时间点，由此反推飞轮的失能状态，即自由失能的快慢，将每个飞轮的失能状态值与其所对应飞轮的能量值以数组变量形式分别存储于CPU中；

(5)将飞轮阵列系统调度指令值与飞轮的可充放电能量总值作比较，若系统处在充能状态，当指令值小于步骤(3)所述数组中最小值所对应的飞轮可充能量值，则不作能量分配，用此飞轮单独进行充能；当指令值大于步骤(3)所述数组中元素值之和，亦不作能量分配，系统对所有飞轮以最大充电功率进行充能；若系统处在放能状态，当指令值小于步骤(3)所述数组中最大值所对应的飞轮可充能量值，则不作能量分配，用此飞轮单独进行放能；当指令值大于步骤(3)所述数组中元素值之和，亦不作能量分配，系统执行所有飞轮以最大放电功率对外释放能量；

(6)若指令值不在步骤(5)所述所有状态中，则将存储于CPU中的步骤3所述数组和步骤(4)所述数组的元素分别带入最优解算函数中，该最优解算函数由步骤(1)和(2)中存储于控制器中的两个函数重组得到，该重组函数兼顾能量的最优分配与能量的损耗下降，得到新的数组，由此每个飞轮参考新数组的元素与元素数量，以不同功率或不同充放能量值进行重放能；

(7)结合步骤(6)得到的充放能分配最优解算值对其所对应的单个飞轮的PID参数进行在线整定，在充能或放能到达Δt时间后，返回步骤(3)，实现循环测量控制，所述Δt取增量PID时间步长整数倍。

2.根据权利要求1所述用于飞轮阵列系统充放能的智能控制方法，其特征在于，在步骤(1)中，第k个飞轮当前的存储能量数值E_k与当前转速值w的关系：E_k＝e_k(w)，其中e_k(*)为二者之间的映射；在步骤(2)中，第k个飞轮无工作状态下的自由放能函数：W_k＝f_k(t)，其中W_k为第k个飞轮无工作状态下的自由放能，t为时间，f_k(*)为二者之间的映射。

3.根据权利要求2所述用于飞轮阵列系统充放能的智能控制方法，其特征在于，在步骤(3)中，n个飞轮当前能量值数组为[E₁,E₂,E₃...E_n]；剩下m个飞轮当前能量值重新排序后数组为[E₁,E₂,E₃...E_m]；在步骤(4)中，结合W_n＝f_n(t)反算得到m个飞轮前自由失能状态数组为

4.根据权利要求3所述用于飞轮阵列系统充放能的智能控制方法，其特征在于，在步骤(5)中，系统启用单个飞轮放能条件为：p_imax{E₁,E₂,E₃...E_n}，系统控制启用所有飞轮放能条件为：系统启用单个飞轮充能条件为：其中为第n个飞轮满额储能值减去当前储能值；系统启用所有飞轮充能条件为：p_i为指令值。