[发明专利]一种基于randls模型的电池参数在线辨识方法

权利要求书

1.一种基于randls模型的电池参数在线辨识方法，其特征在于：所述的辨识方法根据randls电池模型拓扑结构，建立输入输出传递函数，然后对randls电池模型离散化；最后采用递推增广最小二乘法(RELS)对模型参数进行迭代辨识，所述根据randls电池模型拓扑结构建立输入输出传递函数的方法如下：

根据randls电池模型，极化内阻R_n与容量电容C_n串联连接后跨接在m、n两端，极化电容C_b跨接在m、n两端，欧姆内阻R_o一端接m端，一端接输出u_out；randls模型的输入为电流i，randls模型输出为randls电池模型两端的电压u_out，randls电池模型s域形式的输入输出传递函数H(s)为：

公式(1)中，U(s)为电池端电压s域形式，I(s)为输入电流s域形式，a，b，c，d的含义如公式(2)所示：

对randls电池模型传递函数H(s)进行离散化的方法如下：

采用脉冲响应不变变换对式(1)所述的randls电池模型传递函数H(s)进行离散化，得到如下z域形式的传递函数：

根据z域和时域变换原理，公式(3)进而可以写成如下离散迭代形式：

其中，T为采样周期，将采样周期设为10秒；u_k+1为k+1时刻randls电池模型两端的电压，u_k为k时刻电池模型两端的电压，u_k-1为k-1时刻randls电池模型两端的电压，i_k为k 时刻randls电池模型输入电流，i_k-1为k-1时刻randls电池模型输入电流，i_k-2为k-2时刻randls电池模型输入电流；

randls电池模型的迭代参数矩阵表示为θ＝[A₁,A₂,B₀,B₁,B₂,C₀,C₁,C₂]^T，其中A₁、A₂、B₀、B₁、B₂为公式(4)中的参数，C₀、C₁、C₂为系统噪声，进而实现对randls电池模型物理参数的估算；randls电池模型物理参数与迭代参数之间的关系如下：

采用递推增广最小二乘法对randls电池模型物理参数进行迭代辨识的过程如下：

步骤1：对迭代过程中所需要的未知迭代参数和P_k进行初始化；

其中，P_k为迭代过程的中间矩阵，为randls电池模型迭代参数矩阵θ的估计值，分别为randls电池模型的迭代参数A₁、A₂、B₀、B₁、B₂、C₀、C₁、C₂的估计值，

将的初始值设为零矩阵，将P_k的初始值设为10⁶I，其中I为单位矩阵；

步骤2：根据电池组k时刻的电压信号u_k、k-1时刻的电压u_k-1、k时刻的电流信号i_k、k-1时刻的电流信号i_k-1、k-2时刻的电流信号i_k-2，以及k时刻的环境有色噪声估计值k-1时刻的环境有色噪声估计值k-2时刻的环境有色噪声估计值建立k+1时刻的系统观测值矩阵

步骤3：计算k+1时刻的迭代增益K_k+1：

其中为k+1时刻的系统观测值矩阵的转置矩阵；

步骤4：计算k+1时刻randls电池模型两端的电压预测值

其中为k时刻的系统观测值矩阵的转置矩阵；

步骤5：计算k+1时刻的迭代过程的中间矩阵P_k+1：

步骤6：计算k+1时刻的迭代参数矩阵

其中为k+1时刻randls电池模型两端电压的测量值；

步骤7：根据式公式(5)和辨识得到的k+1时刻迭代参数矩阵计算randls电池模型物理参数R_o、R_n、C_b、C_n；

步骤8：重复步骤:2至步骤7，直至程序止工作。