本文提出了一种基于滑模观测器的混合储能系统(HESS)动态等效荷电状态(ESOC)估计方法。由于HESS中耦合了不同类型的储能元件和电力电子电路,传统的SOC估计方法不能反映HESS的实时运行特性。针对这一问题,本文基于HESS模型构建了滑模观测器,通过采集相应的电压和电流信号,可以实时准确观测储能元件的内部参数。进一步结合实时电荷平衡的思想定义动态ESOC,以反映HESS的准确可用容量。最后,给出基于MATLAB / Simulink模型的仿真结果,验证了所提出的动态ESOC的可行性。
本文重点介绍滑模观测器的设计,以估计晃动质量的位置和速度状态。这些状态随后用作姿态控制器的反馈信号。简单的比例微分 (PD) 刚体控制器无法安全地执行姿态命令,否则会遇到稳定性问题,即使在稳定状态下,非零晃动质量位置也会导致旋转角度抖动。通过晃动状态反馈,即使是非最优 PD 控制器也会在有限的执行器活动下表现出平滑的响应。然而,观测器的晃动模型参数的轻微不确定性会对控制器性能产生负面影响,从而增加液体的振幅和振荡行为。需要额外的观测器来估计正确的参数值。更强大的增量非线性动态逆控制器可以改善控制器响应,但需要进一步开发,例如,在反馈回路中加入陷波滤波器。