Устройство регулирования балластной нагрузкой аккумуляторных батарей на основе искусственной нейронечеткой сети
BALLAST LOAD CONTROL DEVICE FOR STORAGE BATTERIES BASED ON ARTIFICIAL NEURO-FUZZY NETWORK

Изобретение относится к области электроэнергетики и теории автоматического управления и может быть использовано при эксплуатации аккумуляторных батарей.
Известны своим практическим использованием системы регулирования балластной нагрузкой аккумуляторных батарей на основе программируемых микроконтроллеров, позволяющие определить аварийный режим работы (АКБ) и, подключив балластную нагрузку, избежать возгорания литий-полимерного источника питания.
Недостатком данных устройств является отсутствие возможности избежать потерь источника питания из-за несвоевременного подключения балластной нагрузки [1].
Также известны своим применением различные устройства, основанные на использовании нейросетевых технологий, позволяющие осуществить необходимый прогноз технического состояния, к примеру, аккумуляторных батарей за счет использования предварительно обученной на все возможные состояния данной батареи нейронечеткой сети. Однако применение подобных технологий ограничивается тем, что поведение обученной нейронечеткой сети не всегда может быть однозначно предсказуемо [3].
Наиболее близким по технической сущности является устройство управления балластной нагрузкой аккумуляторных батарей [2], характеризующееся высоким уровнем надежности и широким спектром действия.
Применение подобных устройств ограничивается невозможностью осуществления прогноза технического состояния аккумуляторных батарей по данным идентификации текущих параметров.
Задачей изобретения является создание устройства управления балластной нагрузкой аккумуляторных батарей, позволяющего прогнозировать состояния системы на основе нейронечеткой сети, максимально точно определив ее последующее поведение.
Требуемый технический результат достигается тем, что устройство регулирования балластной нагрузкой аккумуляторных батарей на основе искусственной нейронечеткой сети состоит из аккумуляторных батарей, балластной нагрузки, блока управления, устройства с программируемой логикой, блока контроля, соединенного с нейронечетким регулятором, идентифицирующего предварительные состояния аккумуляторных батарей, что вместе с блоком управления представляет собой нейронечеткую сеть. Созданную искусственную нейронечеткую сеть, предварительно обученную на все возможные состояния аккумуляторной батареи, по данным о напряжении, силе тока и температуре используют для прогноза и идентификации предаварийного состояния аккумуляторных батарей и формирования управляющих команд на подключение балластной нагрузки к элементам батареи и величины сопротивления требуемой нагрузки для предотвращения аварии и достижения оптимального режима работы аккумуляторных батарей. Для максимально точного определения последующего поведения обученной искусственной нейронечеткой сети необходимы средства для автоматического получения формального описания аппроксимирующих нейронечетких сетей. Для этого осуществляется анализ возможности создания и использования спецвычислителей (нейронечетких аппроксиматоров) на базе вводимого в состав предлагаемого изобретения устройства с программируемой логикой.
Сущность изобретения поясняется чертежом, где на фиг.1 представлен возможный вариант подключения нейронечеткой сети к блоку аккумуляторных батарей и их балластной нагрузке:
1 - аккумуляторные батареи;
2 - блок контроля;
3 - нейронечеткий регулятор;
4 - блок управления;
5 - балластная нагрузка;
6 - устройство с программируемой логикой.
Устройство регулирования балластной нагрузкой аккумуляторных батарей на основе искусственной нейронечеткой сети работает следующим образом: в процессе функционирования аккумуляторных батарей (1) происходит их взаимодействие с нейронечетким регулятором (3), который идентифицирует предварительные состояния аккумуляторных батарей (1), что вместе с блоком управления (4) представляет собой нейронечеткую сеть, на которую поступают сигналы с устройства с программируемой логикой (6) с целью максимально точного определения последующего поведения обученной искусственной данной нейронечеткой сети, далее через блок контроля (2) подается входная информация о напряжении аккумуляторных батарей (1), их силе тока и температуре. Предварительно нейронечеткую сеть настраивают для идентификации предаварийных состояний для данного типа аккумуляторных батарей и формирования в качестве выходного сигнала двух векторов: первый выход имеет два значения - «балластная нагрузка подключена» и «балластная нагрузка отключена», второй выход - величина требуемой балластной нагрузки (5). В случае идентификации нейронечеткой сетью предаварийной ситуации блок управления (4) выполняет подключение балластной нагрузки требуемой величины в зависимости от выходных значений нейронечеткой сети.
Литература
1. М. Браун. Источники питания. Расчет и конструирование. - М.: МК-Пресс, 2005 г.
2. RU 137690, 2014 г.
3. www.neuronus.com.