BMS的SOC卡尔曼滤波算法代码实例

BMS（Battery Management System，电池管理系统）的SOC（State of Charge，电池剩余容量）卡尔曼滤波算法是一种常用的估计电池剩余容量的方法。下面是一个简单的SOC卡尔曼滤波算法的代码实例：

import numpy as np

class KalmanFilter:
    def __init__(self, initial_soc, process_noise, measurement_noise):
        self.x = np.array([[initial_soc]])  # 初始状态估计
        self.P = np.array([])  # 初始状态协方差矩阵
        self.Q = np.array([[process_noise]])  # 过程噪声协方差矩阵
        self.R = np.array([[measurement_noise]])  # 测量噪声协方差矩阵
        self.A = np.array([])  # 状态转移矩阵
        self.B = np.array([])  # 控制输入矩阵
        self.C = np.array([])  # 测量矩阵

    def update(self, measurement, control_input):
        # 预测步骤
        x_pred = self.A.dot(self.x) + self.B.dot(control_input)
        P_pred = self.A.dot(self.P).dot(self.A.T) + self.Q

        # 更新步骤
        K = P_pred.dot(self.C.T).dot(np.linalg.inv(self.C.dot(P_pred).dot(self.C.T) + self.R))
        self.x = x_pred + K.dot(measurement - self.C.dot(x_pred))
        self.P = (np.eye(self.P.shape) - K.dot(self.C)).dot(P_pred)

        return self.x[0, 0]

# 使用示例
initial_soc = 50  # 初始SOC
process_noise = 0.01  # 过程噪声方差
measurement_noise = 0.1  # 测量噪声方差

kf = KalmanFilter(initial_soc, process_noise, measurement_noise)

# 模拟测量和控制输入
measurements = [45, 48, 52, 55, 58]
control_inputs = [0, 0, 0, 0, 0]

for i in range(len(measurements)):
    soc = kf.update(measurements[i], control_inputs[i])
    print("Step {}: SOC = {}%".format(i+1, soc))

这段代码实现了一个简单的SOC卡尔曼滤波算法。首先定义了一个KalmanFilter类，其中包含了初始化函数和更新函数。在初始化函数中，设置了初始状态估计、状态协方差矩阵、过程噪声协方差矩阵、测量噪声协方差矩阵等参数。在更新函数中，根据卡尔曼滤波的预测和更新步骤，计算出新的状态估计和状态协方差矩阵。

使用示例中，定义了初始SOC、过程噪声方差和测量噪声方差，并创建了一个KalmanFilter对象。然后，通过模拟测量和控制输入的方式，依次更新SOC估计值，并输出结果。