用C语言通过无迹卡尔曼滤波算法编写一套电池SOC计算函数,其中电池的容量使用Peukert常数n=1.357来计算并加上UKF算法的实现部分,算法最终输出电池的内阻和当前的SOC值,不使用Eigen C++库

时间: 2023-11-22 07:53:46 浏览: 27
首先,我们需要了解几个概念: 1. 电池容量:电池所能存储的电荷量,单位为安时(Ah)。 2. SOC(State of Charge):电池的充电状态,通常用百分比表示。 3. Peukert常数:描述电池在高放电率下的性能损耗,一般为1.1到1.5之间。 接下来,我们来编写无迹卡尔曼滤波算法和Peukert常数计算的函数: ```c #define N_STATE 2 // 状态量数量 #define N_MEAS 1 // 测量值数量 /* 无迹卡尔曼滤波算法 */ void ukf_filter(float* x, float* P, float* z, float* Q, float* R, float* y, float* K, float* X, float* W, float alpha, float beta, float kappa) { int n = N_STATE; int m = N_MEAS; int n_sigma = 2 * n + 1; float lambda = alpha*alpha*(n + kappa) - n; float c = n + lambda; /* 生成Sigma点 */ X[0] = x[0]; X[1] = x[1]; for (int i = 0; i < n; i++) { X[(i + 1) * n + i] = x[i] + sqrt(c)*P[i]; X[(i + 1 + n) * n + i] = x[i] - sqrt(c)*P[i]; } /* 计算权重 */ W[0] = lambda / c; for (int i = 1; i < n_sigma; i++) { W[i] = 1 / (2 * c); } /* 预测状态 */ for (int i = 0; i < n_sigma; i++) { X[i * n] = X[i * n] + X[i * n + 1]; } x[0] = 1.0 / (1.0 / X[0] + z[0] / (3600.0 * 1.357)); x[1] = (X[1] + z[0]) / x[0]; /* 预测测量值 */ for (int i = 0; i < n_sigma; i++) { y[i] = X[i * n + 1]; } /* 计算协方差矩阵 */ for (int i = 0; i < n_sigma; i++) { for (int j = 0; j < n_sigma; j++) { if (i == 0 && j == 0) { K[0] = W[0] * (y[i] - x[1])*(y[j] - x[1]); } else if (i == j) { K[0] += W[i] * (y[i] - x[1])*(y[j] - x[1]); } else { K[0] += W[i] * (y[i] - x[1])*(y[j] - x[1]); } } } /* 计算卡尔曼增益 */ K[0] += R[0]; K[0] = 1.0 / K[0]; /* 更新状态 */ x[1] = x[1] + K[0] * (z[0] - x[1]); P[1] = P[1] - K[0] * K[0] * K[0] * K[0] * K[0] * K[0] * K[0] * K[0] * K[0] * K[0] * K[0] * K[0] * K[0] * K[0] * K[0] * K[0] * K[0] * K[0] * K[0] * K[0] * K[0] * K[0] * K[0] * K[0] * K[0] * K[0] * K[0] * K[0] * K[0] * K[0] * K[0] * K[0] * K[0] * K[0] * K[0] * K[0] * K[0]; } /* 计算电池SOC和内阻 */ void battery_soc(float* soc, float* r, float current, float voltage) { float x[2] = { 1.0, 1.0 }; // 初始状态向量 float P[2] = { 0.1, 0.1 }; // 初始协方差矩阵 float Q[2] = { 0.001, 0.001 }; // 状态噪声方差 float R[1] = { 0.01 }; // 测量噪声方差 float z[1] = { current }; // 当前测量值 float y[N_STATE * 2 + 1]; // 测量值预测 float K[1]; // 卡尔曼增益 float X[N_STATE * 2 + 1]; // Sigma点 float W[N_STATE * 2 + 1]; // 权重 /* 无迹卡尔曼滤波 */ ukf_filter(x, P, z, Q, R, y, K, X, W, 1.0, 2.0, 0.0); /* 计算电池SOC */ *soc = x[0] * 100; /* 计算电池内阻 */ *r = (voltage - current * x[1]) / current; } ``` 在这个函数中,我们使用了无迹卡尔曼滤波算法来进行电池SOC的估计,并在SOC估计的基础上使用Peukert常数来计算电池容量。函数的输入参数为电池当前的电流和电压,输出参数为电池的SOC和内阻。 需要注意的是,这个函数中有一些需要根据具体应用场景来确定的参数,比如Peukert常数和噪声方差等。在实际应用中,我们需要通过实验或模拟来确定这些参数的值。 另外,这个函数中并没有使用任何第三方库,所有的计算都是基于C语言的基本数据类型实现的。这样做的好处是可以减少代码的复杂度和运行时的开销,但也会增加编写代码的难度。

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