Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук:
05.13.05 - Элементы и устройства систем вычислительной техники и
систем управления. — Южно-Российский государственный
политехнический университет (НПИ) имени М.И. Платова. —
Новочеркасск, 2016. — 188 с.
Научный руководитель: д.т.н., доцент Седов А.В.
Введение
Анализ существующих устройств и методов контроля аккумуляторов для систем управления их производством и эксплуатацией
Особенности и области применения устройств контроля параметров никель-кадмиевых аккумуляторов (НКА)
Общая схема системы управления и контроля при эксплуатации аккумуляторов
Контроль параметров и составляющих аккумуляторов при их производстве для автономных систем электроснабжения
Общая схема системы контроля и управления при производстве аккумуляторов
Методы определения основных параметров никель-кадмиевой аккумуляторной батареи
Классификация и анализ устройств контроля параметров аккумуляторных батарей
Классификация методов определения компонентного состава электродов аккумуляторов
Требования к устройствам контроля и меры повышения производительности аккумуляторов
Выводы по главе
Разработка принципов построения и функционирования устройств контроля параметров аккумуляторов в системах эксплуатации
Исследование принципов контроля электрических параметров аккумуляторов при эксплуатации
Классификация и уточнение схем замещения и модели аккумуляторов для устройств контроля их параметров в режиме разряда
Разрядные потенциостатические исследования
Чувствительность и погрешность измерения активационных параметров аккумулятора
Выводы по главе
Разработка принципов построения и функционирования устройств контроля параметров аккумуляторов при их производстве
Метод оценки совместимости аккумуляторов батареи для устройства контроля
Исследование потенциометрического метода контроля материалов электродов аккумуляторов
Выводы по главе
Аппаратно-программная реализация и технические характеристики устройства контроля параметров аккумуляторов
Аппаратная реализация устройства контроля параметров аккумуляторов
Вспомогательный разрядный модуль для исследования функционирования устройства контроля
Устройство балансировки аккумуляторных батарей при контроле и эксплуатации
Разрядное потенциостатическое устройство
Программное обеспечение устройства при контроле материалов электродов аккумулятора
Алгоритм работы устройства контроля параметров аккумулятора
Алгоритм контроля и подбора аккумуляторов при формировании батареи
Технические характеристики устройства экспресс-контроля никель-кадмиевых аккумуляторов для систем управления их производством и эксплуатацией
Выводы по главе
Заключение
Список литературы
Приложение Цель диссертационной работы ‒разработка принципов функционирования, методов диагностики, алгоритмов работы и структуры устройств контроля основных параметров никель-кадмиевых и никель-металлогидридных АК при изготовлении и эксплуатации в составе систем управления для решения задач повышения надежности работы и продления срока службы батарей бесперебойных и автономных источников питания, используемых в технических системах. Для достижения поставленной цели в диссертационной работе решались следующие основные задачи:
Анализ существующих устройств и методов контроля параметров аккумуляторов в оперативном, буферном режимах работы и при изготовлении.
Разработка структуры и формулировка принципов функционирования УКПА при производстве и эксплуатации.
Выбор и адаптация методов математической редукции результатов измерения к задачам контроля параметров НКА.
Исследование и реализация адаптивной математической модели контроля активационных параметров АК для устройств контроля.
Аппаратная и программная реализация выбранных алгоритмических решений.
Исследование точности работы устройства контроля параметров и составляющих аккумуляторов. Научная новизна полученных результатов состоит в следующем:
Разработан активный импульсно-релаксационный принцип функционирования устройства контроля параметров аккумуляторов, позволивший объединить в едином устройстве три типа контроля: эксплуатационных параметров, технологических параметров, важных при компоновке батарей, и параметров, важных при производстве электродов, и тем самым уменьшить чрезмерное технологическое разнообразие и реализовать унификацию средств контроля.
Предложен уточненный метод контроля параметров НКА на основе серии последовательных потенциостатических испытаний и алгоритма специальной адаптивной обработки измерений, позволивший реализовать надежный контроль НКА без отключения из батареи в буферном режиме за время не более 150 секунд и осуществить принципиальную возможность контроля важных параметров батареи.
Предложена комплексная адаптивная модель и метод контроля для УКПА, отличающиеся применением модулей идентификации активационных параметров и редукции измерений с понижением размерности графиков отклика, позволившие реализовать надежный контроль активационных и других параметров НКА,
важных в переходных режимах и при комплектовании батареи.
Разработан метод оценки степени согласованности аккумуляторов в батарее по анализу выборок сигналов отклика на серию последовательных потенциостатических испытаний, отличающийся принципом использования методов кластерного анализа при обработке, позволившим учесть особенности функционирования аккумуляторов в различных режимах и при различных уровнях заряженности, тем самым улучшить качество компоновки батарей с точки зрения повышения номинальной емкости.
Предложен метод оценки качества составляющих электродов НКА на основе активного импульсно-релаксационного принципа и хронопотенциометрии, отличающийся оптимизацией последовательностей токовых воздействий и позволяющий технологически упростить контроль без потери точности определения количества примесей в электродах.
Анализ существующих устройств и методов контроля аккумуляторов для систем управления их производством и эксплуатацией
Особенности и области применения устройств контроля параметров никель-кадмиевых аккумуляторов (НКА)
Общая схема системы управления и контроля при эксплуатации аккумуляторов
Контроль параметров и составляющих аккумуляторов при их производстве для автономных систем электроснабжения
Общая схема системы контроля и управления при производстве аккумуляторов
Методы определения основных параметров никель-кадмиевой аккумуляторной батареи
Классификация и анализ устройств контроля параметров аккумуляторных батарей
Классификация методов определения компонентного состава электродов аккумуляторов
Требования к устройствам контроля и меры повышения производительности аккумуляторов
Выводы по главе
Разработка принципов построения и функционирования устройств контроля параметров аккумуляторов в системах эксплуатации
Исследование принципов контроля электрических параметров аккумуляторов при эксплуатации
Классификация и уточнение схем замещения и модели аккумуляторов для устройств контроля их параметров в режиме разряда
Разрядные потенциостатические исследования
Чувствительность и погрешность измерения активационных параметров аккумулятора
Выводы по главе
Разработка принципов построения и функционирования устройств контроля параметров аккумуляторов при их производстве
Метод оценки совместимости аккумуляторов батареи для устройства контроля
Исследование потенциометрического метода контроля материалов электродов аккумуляторов
Выводы по главе
Аппаратно-программная реализация и технические характеристики устройства контроля параметров аккумуляторов
Аппаратная реализация устройства контроля параметров аккумуляторов
Вспомогательный разрядный модуль для исследования функционирования устройства контроля
Устройство балансировки аккумуляторных батарей при контроле и эксплуатации
Разрядное потенциостатическое устройство
Программное обеспечение устройства при контроле материалов электродов аккумулятора
Алгоритм работы устройства контроля параметров аккумулятора
Алгоритм контроля и подбора аккумуляторов при формировании батареи
Технические характеристики устройства экспресс-контроля никель-кадмиевых аккумуляторов для систем управления их производством и эксплуатацией
Выводы по главе
Заключение
Список литературы
Приложение Цель диссертационной работы ‒разработка принципов функционирования, методов диагностики, алгоритмов работы и структуры устройств контроля основных параметров никель-кадмиевых и никель-металлогидридных АК при изготовлении и эксплуатации в составе систем управления для решения задач повышения надежности работы и продления срока службы батарей бесперебойных и автономных источников питания, используемых в технических системах. Для достижения поставленной цели в диссертационной работе решались следующие основные задачи:
Анализ существующих устройств и методов контроля параметров аккумуляторов в оперативном, буферном режимах работы и при изготовлении.
Разработка структуры и формулировка принципов функционирования УКПА при производстве и эксплуатации.
Выбор и адаптация методов математической редукции результатов измерения к задачам контроля параметров НКА.
Исследование и реализация адаптивной математической модели контроля активационных параметров АК для устройств контроля.
Аппаратная и программная реализация выбранных алгоритмических решений.
Исследование точности работы устройства контроля параметров и составляющих аккумуляторов. Научная новизна полученных результатов состоит в следующем:
Разработан активный импульсно-релаксационный принцип функционирования устройства контроля параметров аккумуляторов, позволивший объединить в едином устройстве три типа контроля: эксплуатационных параметров, технологических параметров, важных при компоновке батарей, и параметров, важных при производстве электродов, и тем самым уменьшить чрезмерное технологическое разнообразие и реализовать унификацию средств контроля.
Предложен уточненный метод контроля параметров НКА на основе серии последовательных потенциостатических испытаний и алгоритма специальной адаптивной обработки измерений, позволивший реализовать надежный контроль НКА без отключения из батареи в буферном режиме за время не более 150 секунд и осуществить принципиальную возможность контроля важных параметров батареи.
Предложена комплексная адаптивная модель и метод контроля для УКПА, отличающиеся применением модулей идентификации активационных параметров и редукции измерений с понижением размерности графиков отклика, позволившие реализовать надежный контроль активационных и других параметров НКА,
важных в переходных режимах и при комплектовании батареи.
Разработан метод оценки степени согласованности аккумуляторов в батарее по анализу выборок сигналов отклика на серию последовательных потенциостатических испытаний, отличающийся принципом использования методов кластерного анализа при обработке, позволившим учесть особенности функционирования аккумуляторов в различных режимах и при различных уровнях заряженности, тем самым улучшить качество компоновки батарей с точки зрения повышения номинальной емкости.
Предложен метод оценки качества составляющих электродов НКА на основе активного импульсно-релаксационного принципа и хронопотенциометрии, отличающийся оптимизацией последовательностей токовых воздействий и позволяющий технологически упростить контроль без потери точности определения количества примесей в электродах.