阀控铅酸蓄电池在线监测系统的设计
发布时间：2021-08-14 23:08
阀控密封铅酸蓄电池是应急电源中的重要组成部分,作为独立于城市供电网络之外的备用电源,被广泛运用于各种消防建筑行业,其使用安全与寿命也得到了越来越广泛的重视。然而在实际工程使用中,很多现场使用人员由于缺乏专业的维护经验与方法,且铅酸蓄电池缺少必要的监控措施与设备,致使大量铅酸电池在使用过程中无法正常供电,对企业和社会造成了巨大的经济损失和社会危害。因此,建立电池运行状态进行在线监测系统,可以有效发现EPS中电池的潜在威胁,对提高应急电源运行可靠性,延长铅酸蓄电池使用寿命具有十分重要的社会意义和经济价值。本文主要针对地铁与城市照明中应急电源电池的缺乏监控与维护问题,从铅酸电池充放电工作方式出发,对铅酸电池内部的电化学工作原理与失效形式进行深入探讨,分析了电池故障时的外在的性能参数表现,确定了一套阀针对控密封铅酸蓄电池的在线监测方案,实现对电池电压、外壳温度和内阻的远程监控。同时利用MATLAB采用BP神经网络算法与支持向量机对电池荷电状态进行预测。本文主要工作内容有如下几点:1.总结分析了国内外铅酸电池监测系统的研究现状。2.研究并分析了铅酸蓄电池的工作原理与工作特点,电池内部结构与性能衰...
【文章来源】：江苏科技大学江苏省
【文章页数】：86 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 选题研究背景及意义
1.2 .国内外研究现状
1.2.1 国外研究现状
1.2.2 国内研究现状
1.3 .本文主要工作内容
第二章 电池工作原理与监测系统方案设计
2.1 阀控铅酸蓄电池特性与工作原理
2.1.1 蓄电池工作原理
2.1.2 铅酸蓄电池失效原因
2.2 铅酸蓄电池性能参数
2.2.1 电池电压
2.2.2 电流
2.2.3 温度
2.2.4 内阻
2.3 监测系统整体设计
2.3.1 设计要求及技术指标
2.3.2 总体方案设计
2.3.3 电池在线监测系统方案
2.4 本章小结
第三章 监测系统硬件电路设计
3.1 MCU电路
3.2 电源电路设计
3.3 内阻测量信号发生电路设计
3.3.1 信号发生电路原理
3.3.2 硬件电路设计
3.4 内阻测量响应信号采集电路设计
3.4.1 响应信号处理电路原理
3.4.2 滤波电路设计
3.4.3 放大电路设计
3.4.4 整流电路设计
3.5 电压与温度监测电路分析
3.5.1 电压测量电路设计
3.5.2 温度测量电路设计
3.6 RS-232 通讯电路设计
3.7 数据集中器硬件电路设计
3.7.1 modbus通讯电路设计
3.7.2 电流测量与环境温度采集
3.8 硬件电路防干扰设计与PCB绘制
3.9 本章小结
第四章 电池监测系统软件设计
4.1 电池监测系统软件框架
4.2 编译环境说明
4.3 传感器模块软件程序
4.4 数据集中器软件程序
4.4.1 Modbus RTU
4.4.2 DS18b20
4.4.3 电流测量程序
4.5 运行效果分析
4.5.1 电压测试
4.5.2 温度测试
4.5.3 内阻测试
4.5.4 测试分析
4.6 本章小结
第五章 基于MATLAB的铅酸蓄电池荷电状态估计
5.1 电池荷电状态
5.1.1 SOC的定义
5.1.2 电池SOC意义
5.1.3 电池SOC预测方法
5.1.4 待测电池原始参数
5.2 神经网络算法
5.2.1 BP神经网络算法概述
5.2.2 BP神经网络拓扑结构
5.2.3 BP神经网络模型的建立
5.3 支持向量机算法
5.3.1 支持向量机原理概述
5.3.2 支持向量机建模
5.4 支持向量机与BP神经网络预测结果对比
5.5 本章小结
总结与展望
总结
展望
参考文献
攻读硕士学位期间所取得的研究成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]2017年铅酸蓄电池及相关产业发展综述[J]. 肖玥,陈志雪,孔德敏. 蓄电池. 2018(06)
[2]深度探讨铅酸蓄电池的工作原理及维护技术[J]. 崔建国,宁永香. 山西电子技术. 2018(06)
[3]电力铅酸电池智能养护运维关键技术研究[J]. 李方军,宋曦,张磊. 电子世界. 2018(16)
[4]基于STC15F2K60S2的智能开关设计[J]. 杜春晖,王杰,秦静筠,倪晨雯. 信息系统工程. 2018(07)
[5]标准化EPS应急电源在地铁车站中的应用研究[J]. 肖振鹏. 科技创新与应用. 2018(18)
[6]铅酸蓄电池的发展、现状及其应用[J]. 邵勤思,颜蔚,李爱军,张久俊. 自然杂志. 2017(04)
[7]汽车用铅酸蓄电池SOC预测研究[J]. 陈富安,李江江. 电源技术. 2017(04)
[8]阀控式铅酸蓄电池的等效电路模型和参数辨识[J]. 张文圳,张延华,杨睿哲. 电源技术. 2017(03)
[9]阀控铅酸蓄电池过早失效的原因与维护分析[J]. 李冠华. 现代盐化工. 2016(05)
[10]动环监控系统在机房环境中的应用[J]. 付强. 新媒体研究. 2015(16)
硕士论文
[1]基于SVM和BP神经网络的短时交通流预测与实现[D]. 余涛.南京邮电大学 2018
[2]异型件充液拉深成形工艺参数优化[D]. 杨潇.南京航空航天大学 2018
[3]全数字控制1kW单相应急电源的研究与设计[D]. 李连峰.长春工业大学 2017
[4]电池内阻测量及补偿方法研究[D]. 张甫帅.哈尔滨理工大学 2016
[5]阀控式密封铅酸蓄电池远程诊断与维护系统研究[D]. 李韦韦.东南大学 2015
[6]变电站蓄电池在线监测系统的设计与实现[D]. 李文文.西南交通大学 2014
[7]风力发电变桨系统电池监测技术研究[D]. 姜飞飞.华北电力大学 2014
[8]蓄电池在线监测系统的研究与设计[D]. 杜爱宾.华北电力大学（河北） 2010
[9]蓄电池在线监测系统的研究[D]. 史相玲.河北农业大学 2009
[10]20kW车用铅酸电池智能管理系统[D]. 杨诗佳.浙江大学 2008
本文编号：3343348
【文章来源】：江苏科技大学江苏省
【文章页数】：86 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 选题研究背景及意义
1.2 .国内外研究现状
1.2.1 国外研究现状
1.2.2 国内研究现状
1.3 .本文主要工作内容
第二章 电池工作原理与监测系统方案设计
2.1 阀控铅酸蓄电池特性与工作原理
2.1.1 蓄电池工作原理
2.1.2 铅酸蓄电池失效原因
2.2 铅酸蓄电池性能参数
2.2.1 电池电压
2.2.2 电流
2.2.3 温度
2.2.4 内阻
2.3 监测系统整体设计
2.3.1 设计要求及技术指标
2.3.2 总体方案设计
2.3.3 电池在线监测系统方案
2.4 本章小结
第三章 监测系统硬件电路设计
3.1 MCU电路
3.2 电源电路设计
3.3 内阻测量信号发生电路设计
3.3.1 信号发生电路原理
3.3.2 硬件电路设计
3.4 内阻测量响应信号采集电路设计
3.4.1 响应信号处理电路原理
3.4.2 滤波电路设计
3.4.3 放大电路设计
3.4.4 整流电路设计
3.5 电压与温度监测电路分析
3.5.1 电压测量电路设计
3.5.2 温度测量电路设计
3.6 RS-232 通讯电路设计
3.7 数据集中器硬件电路设计
3.7.1 modbus通讯电路设计
3.7.2 电流测量与环境温度采集
3.8 硬件电路防干扰设计与PCB绘制
3.9 本章小结
第四章 电池监测系统软件设计
4.1 电池监测系统软件框架
4.2 编译环境说明
4.3 传感器模块软件程序
4.4 数据集中器软件程序
4.4.1 Modbus RTU
4.4.2 DS18b20
4.4.3 电流测量程序
4.5 运行效果分析
4.5.1 电压测试
4.5.2 温度测试
4.5.3 内阻测试
4.5.4 测试分析
4.6 本章小结
第五章 基于MATLAB的铅酸蓄电池荷电状态估计
5.1 电池荷电状态
5.1.1 SOC的定义
5.1.2 电池SOC意义
5.1.3 电池SOC预测方法
5.1.4 待测电池原始参数
5.2 神经网络算法
5.2.1 BP神经网络算法概述
5.2.2 BP神经网络拓扑结构
5.2.3 BP神经网络模型的建立
5.3 支持向量机算法
5.3.1 支持向量机原理概述
5.3.2 支持向量机建模
5.4 支持向量机与BP神经网络预测结果对比
5.5 本章小结
总结与展望
总结
展望
参考文献
攻读硕士学位期间所取得的研究成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]2017年铅酸蓄电池及相关产业发展综述[J]. 肖玥,陈志雪,孔德敏. 蓄电池. 2018(06)
[2]深度探讨铅酸蓄电池的工作原理及维护技术[J]. 崔建国,宁永香. 山西电子技术. 2018(06)
[3]电力铅酸电池智能养护运维关键技术研究[J]. 李方军,宋曦,张磊. 电子世界. 2018(16)
[4]基于STC15F2K60S2的智能开关设计[J]. 杜春晖,王杰,秦静筠,倪晨雯. 信息系统工程. 2018(07)
[5]标准化EPS应急电源在地铁车站中的应用研究[J]. 肖振鹏. 科技创新与应用. 2018(18)
[6]铅酸蓄电池的发展、现状及其应用[J]. 邵勤思,颜蔚,李爱军,张久俊. 自然杂志. 2017(04)
[7]汽车用铅酸蓄电池SOC预测研究[J]. 陈富安,李江江. 电源技术. 2017(04)
[8]阀控式铅酸蓄电池的等效电路模型和参数辨识[J]. 张文圳,张延华,杨睿哲. 电源技术. 2017(03)
[9]阀控铅酸蓄电池过早失效的原因与维护分析[J]. 李冠华. 现代盐化工. 2016(05)
[10]动环监控系统在机房环境中的应用[J]. 付强. 新媒体研究. 2015(16)
硕士论文
[1]基于SVM和BP神经网络的短时交通流预测与实现[D]. 余涛.南京邮电大学 2018
[2]异型件充液拉深成形工艺参数优化[D]. 杨潇.南京航空航天大学 2018
[3]全数字控制1kW单相应急电源的研究与设计[D]. 李连峰.长春工业大学 2017
[4]电池内阻测量及补偿方法研究[D]. 张甫帅.哈尔滨理工大学 2016
[5]阀控式密封铅酸蓄电池远程诊断与维护系统研究[D]. 李韦韦.东南大学 2015
[6]变电站蓄电池在线监测系统的设计与实现[D]. 李文文.西南交通大学 2014
[7]风力发电变桨系统电池监测技术研究[D]. 姜飞飞.华北电力大学 2014
[8]蓄电池在线监测系统的研究与设计[D]. 杜爱宾.华北电力大学（河北） 2010
[9]蓄电池在线监测系统的研究[D]. 史相玲.河北农业大学 2009
[10]20kW车用铅酸电池智能管理系统[D]. 杨诗佳.浙江大学 2008
本文编号：3343348
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