CN110161298A - 一种基于加权最小二乘法的冗余电流采集方法 - Google Patents

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Abstract

本发明一种基于加权最小二乘法的冗余电流采集方法，通过电池，与电池电性连接的多个分流器，分别连接到分流器的采集线，以及通过采集线与分流器连接的单片机，还包括可视终端设备，应用最小二乘法进行数据融合的方法能够消除常规测量方法带来的不确定性，得到更可靠测量数据，该方法从所测得的数据估计出传感器的测量方差，在得到传感器的权重后对所得数据进行加权处理，从而得到最佳测量数据。

Description

一种基于加权最小二乘法的冗余电流采集方法
技术领域
本发明涉及电池检测技术领域，尤其涉及一种基于加权最小二乘法的冗余电流采集方法。
背景技术
电动汽车用动力电池状态的实时测量技术是电动汽车推广应用的关键技术之一。在汽车行驶过程中，为了保护电池免受过充或过放状态的损害，同时给车主提供可靠的汽车可行驶里程等信息，我们需要对电池的荷电状态作出实时准确的估测。电池荷电状态估测方法中，安时积分法和开路电压法简单易用，但估测误差较大；基于模型的闭环估测方法，如开尔曼滤波法，估测精确度高，但计算过程复杂，不易于工程实际应用。
现有技术中公开了，申请号CN201610372849.0授权公告号CN105929338B一种测量电池状态的方法及其应用，其结合最小二乘法(1)实时测量运行中的电池的电流和电压；(2)根据测量的电流和电压值，采用最小二乘法提取一阶RC等效电路模型的串联电阻阻值、并联电阻阻值和并联电容值；(3)根据提取的串联电阻阻值所在区间初步判断SOH，根据并联电阻阻值和并联电容值所在区间判断SOH，但是新的问题出现了，该方法采用对单一电池进行数据采集，且只是采集单一点数值，得到的数值参数过于单一，容易造成误差，电池的电流数据无法得到有效测试，现有的电池检测装置在检测过程中存在较大误差。
发明内容
本发明一种基于加权最小二乘法的冗余电流采集方法，包括电池，与电池电性连接的多个分流器，分别连接到分流器的采集线，以及通过采集线与分流器连接的单片机，还包括可视终端设备；
根据上述装置采用的步骤为：
步骤一、包括n个分流器的电流采集***，其中的所有分流器相互独立，则该电流采集***的观测方程为：z＝Hx+δ；
步骤二、其中，z＝[z1,…zi,…zn]T，为分流器的测量向量；H＝[H1,…Hi…Hn]T，为分流器的测量矩阵；δ＝[δ1,…δi,…δn]T，为分流器的噪声向量，包含分流器的内部噪声和环境噪声；
步骤三、其中，测量噪声的协方差阵为：设其中，为状态量x的估计值。
进一步，运用最小二乘法从测量向量z中得出***各个分流器误差的平方和为：
当误差的平方和达到极小时，可得到最佳值即，当时，可得：
进一步，当电流采集***中具有n个互相独立的分流器，各个分流器的输出状态为：
其中，为对应分流器的误差向量，为***矩阵，为恰当维数的矩阵，为***噪声，为第i个分流器的输出，为分流器的测量噪声，为分流器敏感轴方向的转换向量，uk为分流器的测量输入(加速度或角速度)，和均为行向量。
进一步，对各个分流器的输出状态表达式进行简化整理，合并成一个状态表达式，则，可表示为：Xk+1＝AkXk+Bkwk、Zk＝HkXk+Ckuk+vk，其中，为***中分流器状态向量，为***中分流器配置矩阵，为***中分流器观测噪声的协方差。
进一步，矩阵Ak、Bk、Ck分别由组合而成，即：根据公式则可计算出n个分流器分别采集的电流最大值以及最小值，取其平均值，则得到最接近电流值。
本发明一种基于加权最小二乘法的冗余电流采集方法，应用最小二乘法进行数据融合的方法能够消除常规测量方法带来的不确定性，得到更可靠测量数据，该方法从所测得的数据估计出传感器的测量方差，在得到传感器的权重后对所得数据进行加权处理，从而得到最佳测量数据。
具体实施方式
下面对本发明作进一步说明。
本发明一种基于加权最小二乘法的冗余电流采集方法，包括电池，与电池电性连接的多个分流器，分别连接到分流器的采集线，以及通过采集线与分流器连接的单片机，还包括可视终端设备；
根据上述装置采用的步骤为：
步骤一、包括n个分流器的电流采集***，其中的所有分流器相互独立，则该电流采集***的测量模型为：z＝Hx+δ；
步骤二、其中，z＝[z1,…zi,…zn]T，为分流器的测量向量；H＝[H1,…Hi…Hn]T，为分流器的测量矩阵；δ＝[δ1,…δi,…δn]T，为分流器的噪声向量，包含分流器的内部噪声和环境噪声；
步骤三、其中，测量噪声的协方差阵为：设其中，为状态量x的估计值。
进一步，运用最小二乘法从测量向量z中得出***各个分流器误差的平方和为：
当误差的平方和达到极小时，可得到最佳值即，当时，可得：
进一步，当电流采集***中具有n个互相独立的分流器，各个分流器的输出状态为：
其中，为对应分流器的误差向量，为***矩阵，为恰当维数的矩阵，为***噪声，为第i个分流器的输出，为分流器的测量噪声，为分流器敏感轴方向的转换向量，uk为分流器的测量输入(加速度或角速度)，和均为行向量。
进一步，对各个分流器的输出状态表达式进行简化整理，合并成一个状态表达式，则，可表示为：Xk+1＝AkXk+Bkwk、Zk＝HkXk+Ckuk+vk，其中，为***中分流器状态向量，为***中分流器配置矩阵，为***中分流器观测噪声的协方差。
进一步，矩阵Ak、Bk、Ck分别由组合而成，即：根据公式则可计算出n个分流器分别采集的电流最大值以及最小值，取其平均值，则得到最接近电流值。
本发明一种基于加权最小二乘法的冗余电流采集方法，应用最小二乘法进行数据融合的方法能够消除常规测量方法带来的不确定性，得到更可靠测量数据，该方法从所测得的数据估计出传感器的测量方差，在得到传感器的权重后对所得数据进行加权处理，从而得到最佳测量数据。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所述技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种基于加权最小二乘法的冗余电流采集方法，其特征在于：包括电池，与电池电性连接的多个分流器，分别连接到分流器的采集线，以及通过采集线与分流器连接的单片机，还包括可视终端设备；
根据上述装置采用的步骤为：
步骤一、包括n个分流器的电流采集***，其中的所有分流器相互独立，则该电流采集***的观测方程为：z＝Hx+δ；
步骤二、其中，z＝[z1,…zi,…zn]T，为分流器的测量向量；H＝[H1,…Hi…Hn]T，为分流器的测量矩阵；δ＝[δ1,…δi,…δn]T，为分流器的噪声向量，包含分流器的内部噪声和环境噪声；
步骤三、其中，测量噪声的协方差阵为：设其中，为状态量x的估计值。
2.根据权利要求1所述的基于加权最小二乘法的冗余电流采集方法，其特征在于：运用最小二乘法从测量向量z中得出***各个分流器误差的平方和为：
当误差的平方和达到极小时，可得到最佳值即，当时，可得：
3.根据权利要求1所述的基于加权最小二乘法的冗余电流采集方法，其特征在于：当电流采集***中具有n个互相独立的分流器，各个分流器的输出状态为：
其中，为对应分流器的误差向量，为***矩阵，为恰当维数的矩阵，为***噪声，为第i个分流器的输出，为分流器的测量噪声，为分流器敏感轴方向的转换向量，uk为分流器的测量输入(加速度或角速度)，和均为行向量。
4.根据权利要求3所述的基于加权最小二乘法的冗余电流采集方法，其特征在于：对各个分流器的输出状态表达式进行简化整理，合并成一个状态表达式，则，可表示为：Xk+1＝AkXk+Bkwk、Zk＝HkXk+Ckuk+vk，其中，为***中分流器状态向量，为***中分流器配置矩阵，为***中分流器观测噪声的协方差。
5.根据权利要求4所述的基于加权最小二乘法的冗余电流采集方法，其特征在于：矩阵Ak、Bk、Ck分别由组合而成，即：根据公式则可计算出n个分流器分别采集的电流最大值以及最小值，取其平均值，则得到最接近电流值。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101598769A (zh) * 2009-06-29 2009-12-09 杭州电子科技大学 一种基于采样点卡尔曼滤波的电池剩余电量估计方法
KR20110006266A (ko) * 2009-07-14 2011-01-20 기아자동차주식회사 차량용 고전압 배터리의 셀 내부 저항 측정 방법
CN103454592A (zh) * 2013-08-23 2013-12-18 中国科学院深圳先进技术研究院 一种动力电池荷电状态估计方法及***
CN105929338A (zh) * 2016-05-30 2016-09-07 北京大学深圳研究生院 一种测量电池状态的方法及其应用
CN107205268A (zh) * 2017-04-24 2017-09-26 广西大学 一种基于无线通信基站的三维定位方法

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