基于DSP的模糊逻辑控制器电池充电器

文摘

人类在21世纪主要取决于机器,需要能量给需要输出和充电电池能量的主要来源在许多情况下,因为它得到了广泛的使用,但必须适应新的技术充电电池过度充电的电池不会出现导致电池损坏。计算智能研究中心取得了进展在电池充电器compitable未来需要通过开发部分基于DSP的模糊逻辑控制器电池充电器,收费过高的问题是解决了。这个项目是一个方法对设备的发展,可以有效地控制电池充电的特定级别不损坏它。我们将讨论的各种工具MATLAB模糊逻辑和DSP处理器可用设备这个乐器。我们将去深入讨论每个工具的理论和工作细节。我们将有一个简短描述的范围这些控制器。我们将评估的范围和影响这些工具自动控制收费过高。身边所有这些我们将抛出一些光如何评估收费的安全速度不同的电池。在这之后我们将带我们的系统的各种特征,讨论其兼容性。分析该设备可能面临的各种挑战将讨论提出解决方案。 At last before coming to the conclusion we will have an insight to the future remarks and development of this device as per future needs. The conclusions will reveal the impact of this device globally and will show its real merit. The aim of our project is to develop a DSP based fuzzy logic controller which will charge the battery to its optimum level and also preventing it from overcharging, by continuously monitoring its current and voltage. Experimental results have shown that DSP+FUZZY was to correctly adapt its charging according to the maximum level of charging. The learning process of charging battery using DSP based fuzzy logic controller is still on, encouraging for the computation of project.

关键字

模糊推理系统,多路复用器、脉冲宽度调制数字信号处理,Dualaccess,随机存取存储器,单址,随机存取存储器

介绍

答:背景

上升的便携设备如笔记本电脑、手机、MP3播放器和无绳电动工具,需要充电电池在最近几年得到了充分的发展。可充电电池的概念已经存在自1859年以来,当法国物理学家加斯顿普兰特发明了铅酸蓄电池,它后来成为世界上第一个可充电电池。相同的化学仍在今天的汽车电池使用。可充电电池背后的基本思想很简单:当应用于电池电能时,电子从消极到积极放电期间发生逆转,电力恢复。这需要一个充电器在设备内置电池或标准nickel-ca或镍氢电池,今天最常见的多功能充电电池使用在你的远程控制、手电筒或数码相机。汽车电池是一个最古老的类型的可充电电池,事实上,电动汽车早于其天然气的表妹。在标准的汽车,有一个铅酸SLI蓄电池供电的起动器,灯和点火系统。在这种情况下,电池充电器是交流发电机,一个聪明的汽油动力转换装置,电能和分配。在电动和混合动力汽车,动力电池是用于车辆。牵引电池有许多品种,从铅酸、镍镉、镍氢和锂离子。多年来充电率大大提高,分为三类:

缓慢:14 - 16小时,快:3 - 6小时,快:不到一个小时的费用是由获准进入多少电流的电池充电器。一些电池能够处理更高的电压在较短的时间内没有过热,而其他人则需要一个较小的电压在较长一段时间。充电的速度越快,收费过高的机会越多,可以毁掉一个电池的机会举行。避免超载的关键是能够驱散一次充电电流最大功率。大多数充电器内置电压调节器这样做,让你安全离开你的手机或电脑在一夜之间插入。电荷的速度和有效性在很大程度上取决于充电器本身的质量。质量的帮助下能保持基于DSP的模糊逻辑控制器。

b .客观

•我们的项目的目标是构建优质的电池充电器,从上面的讨论我们知道有效的电池充电是非常重要的提高电池寿命和性能。

•所以我们项目的主要目标是开发一个基于DSP的模糊逻辑控制器,充电电池的最佳水平,也防止被多收了。

•可以通过持续监控电流和电压的电池使用基于DSP的模糊逻辑。

c .范围

可以使用自适应电池充电器在未来代替现有的电池充电器是昂贵的,庞大的,大型的帮助下这项技术。这种自适应电池充电器会更像bust-buck综合使用各种电路代替,DSP工具包等将只使用一个电路如而不是使用2电路bust-buck将只使用一个照顾充电电路,也防止充电。

电池充电器的方法

为什么要建立这样一个电池充电器吗?

在市场上有许多电池充电器与不同的算法,但电池充电器模糊控制提供了更好的充电率以及我们可以拯救我们的电池在充电也获得损坏由于收费过高。因此由于与模糊控制提供了有效的决策控制电池充电器的充电电池安全的环境。

•方法对电池充电器

电池充电和基于DSP的模糊控制器包括以下步骤:

•开始建立一个金融中间人,为我们的系统提供有效的决策能力。

•在仿真软件环境中附加同一FIS文件与模糊控制器。

•构建完整的模型与各种输入和观察系统的输出即观察的情节与模糊控制器的输出输入参数。

•实现相同的模型在基于DSP的装备相同的实际实现。

•使用脉宽调制的概念生成控制提高和巴克电路的充电电池。

解释不同的模块如下:

答:FIS文件

FIS代表模糊推理系统,它能帮助确定系统的输入和输出之间的关系。它有助于控制参数变化和决策过程中是有效的。在我们的例子中FIS的输入文件是电池电压和电池电流。这两个量将作为输入推理引擎,决定将根据规则和隶属函数类型以及它的帮助范围。这是一个非常有效的工具MATLAB,因此作为决定盒子的处理器。

b仿真软件

这个块帮助我们找出FIS系统是否给我们正确的结果。在此我们使用模糊工具箱simulink仿真环境。模糊系统的输出,已经可以很容易地查看模型的输出形式。

c . DSP处理器

使用仿真软件环境下的同一个FIS文件加载在DSP处理器。相同的处理器是与PWM发生器,产生PWM信号,这将进一步操作提高电路将帮助在充电和巴克电路将帮助保护电池在充电。

d .反馈路径

一旦充电器开始工作,它将不断反馈的电压水平和当前水平。根据接收到的反馈系统将监测工作的提高和巴克电路。

工具

答:MATLAB

Matlab是一个交互系统进行数值计算。数值分析叫克里夫硅藻土写道。Matlab在1970年代的第一个版本。Matlab算法利用德高望重,因此你可以压缩你的结果。强大的操作可以使用只有一个或两个命令执行。您可以建立自己的组函数为特定的应用程序。MATLAB语言高性能技术计算集计算、可视化,在一个易于使用和编程环境中,问题和解决方案在熟悉的数学符号表示。

b .工具箱提供了三个类别的工具:

模糊逻辑工具箱之所以如此强大的事实是大多数人类推理和概念形成与模糊规则的使用。通过提供一个系统的框架和模糊规则计算,模糊逻辑工具箱极大地放大了人类推理的力量。进一步放大的结果使用MATLAB的图形用户界面,在数学领域无与伦比的专业工作。

c .模糊逻辑工具箱能做什么呢?

模糊逻辑工具箱允许你做的几件事,但最重要的是它可以让你创建和编辑模糊推理系统。您可以创建这些系统使用图形工具或命令行功能,或者你可以使用集群或自动生成自适应去噪技术。如果你有访问模型,您可以很容易地测试您的模糊系统框图。

d .仿真软件

这是您可以自定义独立的引擎将模糊推理构建到您自己的代码。所有提供的代码是ANSI兼容。由于MATLAB环境的综合性质,您可以创建自己的工具来定制模糊逻辑工具箱或利用它与另一个工具箱,如控制系统工具箱,神经网络工具箱,或优化工具箱,只有少数的可能性。通过一个独立的模糊推理引擎,读取从MATLAB模糊系统保存会话。

大肠DSP处理器(样品处理器+优势奔腾处理器)

C5x卡恩是一种最简单的C5x DSP应用程序。即使没有外部内存可用,网的10 k RAM芯片上为大多数DSP应用程序提供足够的内存。内核程序包含在32 k, 8位舞会。卡恩的舞会只是引导加载和启动加载后无法访问,这部分的片上存储器被预留给内核程序。图1 - 2显示了内存映射的C5x卡恩。片上,双臂存取,随机存取存储器(DARAM) B2预留的缓冲状态寄存器。单址,随机存取存储器(SARAM)被配置为程序和数据存储器。内核程序存储在这个地区从0 x840h-0x980h。如果内核程序执行一个覆盖,需要复位信号让卡恩重新加载内核程序。内核程序存储在SARAM以来,这片上内存不能被配置为只数据存储器(RAM = 0)。中断向量分配,从0开始x800h。 The IPTR in the PMST register should not be modified (refer to subsection 3.6.3, Status and Control Registers of the TMS320C5x User’s Guide).

1。TLC32040 AIC的板提供了一个单通道,输入/输出、语音质量模拟接口具有以下特点:

2。单片机数模转换(D / A)和模拟数字(A / D)转换与14位的动态范围。

3所示。变量D / A和A / D采样率和过滤

4所示。网直接对外接口的串行端口。提供的主输入时钟AIC 10 mhz定时器的输出的网。

5。16位字的AIC的模式操作。AIC的复位销连接到网的BR销。

卡恩模拟功能适合许多应用程序,包括音频数据的处理。你可以直接连接最pre-amplified麦克风和扬声器DSK模拟输入和输出。关于AIC的更多信息,参阅AIC数据表,文学SLAS014E数量。卡恩提供六头,包括XDS510,帮助你设计你自己的外部硬件。大多数的C50和其他集成电路(IC)向董事会信号连接到这些标题。XDS510头允许卡恩成为便携式XDS510目标系统。

“C5x卡恩有自己的windows-oriented调试器,便于开发和调试软件代码。卡恩与PC通信使用XF和生物通过rs - 232串口别针。图1 - 3显示了模块之间的连接PC机的rs - 232串口和卡恩。

f . MATLAB值

有参考文档对于所有MATLAB函数:

•函数引用——列出所有MATLAB函数,分为类别

•处理图形属性浏览器-提供方便地访问图形对象属性的描述。

•C和Fortran API参考——包括那些功能使用的外部接口,提供信息在调用语法的语言,描述,参数,返回值,和例子。

还包括MATLAB在线文档

•的例子,一个索引的例子包括在文档中。

•释放笔记——新功能、兼容性考虑,当前bug报告和最近的以前版本。

•打印文档,文档适合打印的PDF版本。

除了文档,你可以从帮助浏览器访问演示通过单击演示选项卡。运行演示,了解关键的功能MathWorks™产品和工具。

设计和实现

1。上面的框图表示的基本设计基于DSP的模糊控制器。控制器基本上需要连续的反馈电池和把它作为输入到系统。

2。处理器处理输入和生成的基本信号基本上控制的责任周期增加buck电路PWM发生器的方法。

3所示。因此持续反馈和有效决策妥善照顾的正确充电电池。

DSP处理器的各种重要参数有助于适当的收费是:

TMS320C5x数字信号处理器是一个功能强大的工具,快速运算的主管提供控制PWM波形的细节。DSP生成两种pwm波形不同的脉冲宽度,提供控制信号增强和巴克转换器在电池充电器。DSP设备生成pwm波形通过替换一个锯齿波直流源。PWM波形的占空比是精心设计,以避免重叠,因此留下一个小的时间间隔。在电池充电过程中,提高转换器的电源开关打开,而巴克转换器是关闭的,反之亦然。工具箱还提供电池充电器的模糊控制算法。一个可靠的模糊控制反馈控制系统是必要的,以确保电池不会被宰。模糊控制也必须提供适当的增益函数的电池充电器一个稳定的状态,获得最佳进料量。电池充电器上面显示基于DSP的模糊反馈系统。设计模糊控制器检测充电电流和电池电压变化的模拟i / o端口的TMS3205x DSP。 The duty cycle (modulation index)of PWM1 of boost converter will be determined according to i/p battery voltage and charging current level, define by the fuzzy interference. However, the PWM2 of buck converter is maintained to provide protection for the battery. For instance, if the battery voltage continues to increase gradually while current is low during the charging process, the fuzzy controller will maintain increase current A drop in the charging current level triggers the fuzzy controller to increase o/p voltage of the charger, by modifying the duty cycle of the boost converter. The fuzzy controller for the battery charger system is constructed based on i/p membership function corresponding to battery voltage and charging current, while the o/p membership function is related to duty cycle of boost PWM1, after which new duty cycle of PWM1 is defined.

电池充电器的设计步骤

开放的Matlab。

型模糊

新•去文件……………Sugeno模型

•添加变量的输入和输出系统编辑菜单…。

•选择第一个输入变量……。名字从GUI…。然后双击块调整范围和隶属度函数按照系统的要求。重复相同的步骤为第二个输入和输出…

•名称第一个变量作为输入电压从电池和第二电流水平。名字第一输出,提高电路的工作周期和其他的工作周期巴克电路……

•调整隶属度函数的输入范围以及系统的输出……

•双击中央块使用规则编辑器的系统和规则的模糊逻辑工具箱。查看……表面……,查看表面……。

规则•查看………………查看规则

•保存文件。

•文件导出到工作区。

•文件………。出口到……….Workspace。

•在命令窗口中输入模型。

•模型浏览器会打开,转到文件……选择new…

•从模型浏览器点击来源并选择信号发生器仿真软件环境中,然后将其拖…为电压信号。

•双击它和调整参数,如类型的信号,其频率和样品时间…。

•被重复相同步骤的输入电流……。

•搜索MUX常用的块,并将其拖动到仿真软件环境。

•连接的输入信号发生器MUX。

•点击模糊逻辑工具箱拖动的模糊控制器仿真软件环境。双击和FIS的名称类型文件导出到工作空间。拖动另一个信号发生器从相同的模型浏览器。双击它,选择信号的选择从外部源和theconnect模糊控制器的输出与输入的信号发生器…………

•拖动另一个MUX在相同的环境中,然后连接到O / P的信号发生器输入已从模糊控制器的一个输入MUX和输入电压块连接到其他输入MUX的……

•从浏览器搜索范围,然后将其拖在仿真软件环境中并连接的输入范围。双击范围块黑色的窗口将会出现。右键单击它,调整轴参数和其他参数。

•去仿真软件环境和goto的主窗口

•模拟…………开始仿真。

•观察O / P在窗口范围模型的构建…………

•调整各种参数,以获得更好的结果和检查系统的性能…………。

仿真结果

上述文件显示了模糊推理系统是为提高电路的电池充电器。

上述文件显示了模糊推理系统为巴克电路电池充电器。

上面的图表示的模糊控制器的基本框图为高效的电池充电。

上面的图中显示规则解雇发生而提供的各种输入源系统。

上面的图中显示规则解雇发生而提供的各种输入源系统。

上面的图显示了连续变化的责任周期的宽度增加,巴克电路用于充电和电池充电的保护。

结论

•模糊反馈控制器电池充电器的应用,提出了在上面的讨论。附近的DSP设备成功地提供最优PWM波形发生器和模糊反馈控制电池充电器。因此,减少了需要额外的组件。

•基于DSP的模糊逻辑控制器提供了出色的替代方法,使用先进的模糊逻辑控制充电电池系统反馈控制的技术。

•电池充电器系统能够实现预期的o / p在一个更好的动态性能和容易实现。

引用

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