控制理论与应用

作者：宋丹丹,高哲,柴浩宇,焦芷媛

单位：辽宁大学数学与统计学院,辽宁大学轻型产业学院,辽宁大学数学与统计学院,辽宁大学数学与统计学院

关键词：分数阶模型; 扩展卡尔曼滤波; 荷电状态; 初值补偿; 自适应估计

基金：辽宁省教育厅高校基本科研项目(LJKLJ202431), 辽宁省教育厅科研基金(LJC202010), 沈阳市中青年科技创新人才支持计划(RC210082)资助.

考虑到锂离子电池荷电状态(SOC)估计中, 初始SOC值的不确定性对估计精度有显著影响, 提出了一种融合初值补偿机制的自适应分数阶扩展卡尔曼滤波(AFEKF)方法. 依据电池的分数阶特性, 构建了一个包含两个恒定相位单元的分数阶等效电路模型, 并对描述电池充放电全程的分数阶等效电路模型方程进行了离散化处理. 为了提升SOC估计在复杂工况下的适应性, 采用了线性卡尔曼滤波器对测量方程中的系数进行在线辨识. 此外, 为了解决离散化状态方程中参数、分数阶阶数、等效电路模型初值以及噪声不确定性问题, 引入了Sage-Husa滤波器和带有初值补偿的AFEKF方法. 最后, 通过对比实验分析了带有初值补偿的AFEKF与不带有初值补偿的AFEKF的性能差异, 并在不同工况下进行了带有初值补偿的AFEKF的SOC估计实验. 实验结果表明, 所提出的SOC估计方法在复杂工况下具有较强的适应性.

来源：2025年第6期

《控制理论与应用》期刊编辑部

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