Система оптимизации зарядного напряжения аккумуляторной батареи автотранспортного средства на основе учета внешних воздействий и потребителей энергии тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.13.05, кандидат технических наук Жиганшин, Аяз Алимжанович

• Жиганшин, Аяз Алимжанович
• кандидат технических наук
• 1998

Оглавление диссертации кандидат технических наук Жиганшин, Аяз Алимжанович

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА I. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ МЕТОДОВ И СРЕДСТВ РЕГУЛИРОВАНИЯ ЗАРЯДНОГО НАПРЯЖЕНИЯ АККУМУЛЯТОРА АВТОТРАНСПОРТНЫХ СРЕДСТВ

1.1. Система энергоснабжения .автотранспортного средства

1.1. 1 Состав системы энергоснабжения автотранспортного средства

1.1.3 Воздействия на аккумуляторную батарею

1.1.4 Воздействия на генератор

1.1.5 Воздействия на нагрузку

1.2. Методы оптимизации и анализа системы энергоснабжения автотранспортных средств2 1 1.2.1. Методы оптимизации параметров генератора и аккумуляторной батареи в системе

энергоснабжения ЛвТС

1.2.2 Методы исследования динамических характеристик системы энергопитания

1.3. Методы оптимизации зарядного напряжения аккумулятора

1.3.1 Методы параметрической оптимизации зарядного напряжения

1.3.1 Методы оптимизации зарядного напряжения аккумулятора по параметрам системы энергоснабжения

автотранспортного средства

1.4.1 Развитие регуляторов напряжения

1.4.2 Электронные регуляторы с контролем за параметрами элементов системы энергоснабжения ЛвТС

1.5. Выводы и постановка задачи

ГЛАВА И. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТЕМПЕРАТУРНОЙ ЗАВИСИМОСТИ ОПТИМАЛЬНОГО НАПРЯЖЕНИЯ ЗАРЯДА АККУМУЛЯТОРНОЙ БАТАРЕИ В УСЛОВИЯХ ОГРАНИЧЕНИЙ, НАКЛАДЫВАЕМЫХ ПРОЧИМИ ПОТРЕБИТЕЛЯМИ ТОКА

2.1. Математически модель срока службы аккумуляторной батареи

2.2. Математические модели возмущающих воздействий на систему- энергоснабжения .автотранспортных средств

2.2.1. Обобщенная математическая модель возмущающих воздействий на систему

энергоснабжения автотранспортных средств

2.2.2 Математическая модель тепловых воздействий на аккумуляторную батарею

2.2.3 Зависимость стоимости электроосветительного оборудования от потребляемого им тока

2.2.4 Закон распределения скорости е,ращения ротора генератора

2.3. оптимизация зарядного напряжения при температурных возмущениях 15 условиях ограничения, налагаемого прочими потреби гелями ТОКА

2.3.1. Срок сл\'жбы осветительных приборов в зависимости от напряжения их питания

2.3.2. Принципы и критерии оптимизации зарядного напряжения

2.3.3. Определение напряжения заряда аккумулятора при стабилизации его на одном уровне!О

2.3.4. Оптимизация зарядного напряжения с контролем температуры аккумулятора

2.3.5. Оптимизация зарядного напряжения с контролем температуры аккумулятора и подключения прочих потребителей энергии

2.4. Теоретический срок службы аккумулятора при разных вариантах регулирования напряжения

2.4.1. Средний срок службы при постоянном напряжении генератора

2.4.2 .Средний срок службы яри напряжении генератора оптимизированном к изменениям температуры

2.4.3 .Средний срок службы при напряжении генератора оптимизированном к изменениям температуры и учитывающим подключение осветительных приборов

2.5. Выводы

ГЛАВА III. ПАРАМЕТРИЧЕСКАЯ ОПТИМИЗАЦИЯ РАДИОЭЛЕКТРОННОГО РЕГУЛЯТОРА НАПРЯЖЕНИЯ В УСЛОВИЯХ ТЕМПЕРАТУРНЫХ ВОЗДЕЙСТВИЙ Н А АККУМУЛЯТОР

3.1. Функциональная модель регулятора зарядного напряжения

3.3. Определение условий устойчивости системы регулирования напряжения

3.4. Выводы

ГЛАВА IV. РЕЗУЛЬТАТЫ МОДЕЛИРОВАНИЯ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ РЕГУЛЯТОРА НАПРЯЖЕНИЯ

4.1. Математическое моделирование на ЭВМ системы энергоснабжения АвТС и результаты расчетов

4.1.1. Математическое моделирование на ЭВМ температурных воздействий на аккумуляторную батарею

4.1.2. Расчетное определение оптимального напряжения при его стабилизации на одном уровне

4.1.3. Расчетное определение оптимальной зависимости зарядного напряжения от температуры при ограничении его изменения прочими потребителями тока

4.1.4. Расчетное определение оптимальной зависимости зарядного напряжения от температуры при учете включения прочих потребителей тока

4.1.5. Опреоемние срока-? службы аккумуляторной батареи при всех методах регулирования

напряжения и при разных режимах эксплуатации Лн'ГС

■ 4.2. Радиоэлектронный регуля тор напряжения с контролем за параметрами системы

' жергоспаб'а'епия

4.3. Схемы проведения экспериментов

4.3.1. Определение температурных параметров аккумулятора в реальных условиях Лв'1С.. 112 4.3.1. Разрабпотка многоцелевого контроллера

4.4. Сравнительный анализ экономической эффективности применения различных методов регулирования зарядного напряжения .аккумулятора АвТС

4.5.Вывод ы

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

ЛИТЕРАТУРА

Сокращенные обозначения,

АБ - аккумуляторная батарея.

АвТС - автотранспортное средство.

АЦП - аналогово-цифровой преобразователь;

БН - блок нагрузок;

БЭ - буферный элемент;

Г - генератор;

ДВС - двигатель внутреннего сгорания.

ДША - дешифратор адреса;

ИП - источник питания.

ИЭ - источник энергии;

КПД - коэффициент полезного действия;

ОВ - обмотка возбуждения;

ОЗУ - оперативно запоминающее устройство;

ПЗУ - постоянно запоминающее устройство;

РН - регулятор напряжения.

СКО - среднеквадратическое отклонение;

ЦАП - цифроаналоговый преобразователь

ЭВМ - электронно - вычислительная машина;

ЭДС - электродвижущая сила.

Я - якорная обмотка;

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Система оптимизации зарядного напряжения аккумуляторной батареи автотранспортного средства на основе учета внешних воздействий и потребителей энергии»

ВВЕДЕНИЕ

Снижение стоимости и повышение качества элементов и устройств вычислительной техники и систем управления привело к их массовому применению в автотра не пор н ы х средствах (АвТС). В связи с этим возрастают требования к качеству источников электрической энергии. К таким источникам энергии в АвТС относятся генератор и аккумуляторная батарея, совместно обеспечивающие все потребности в электрической энергии. Кроме того, при неработающем двигателе источником энергии на АвТС является только аккумуляторная батарея, от которой работают все потребители электрической энергии и осуществляется вращение вала двигателя внутреннего сгорания при запуске его с помощью стартера.

Экс п л у атаци о н н ы е характеристики и срок службы а кку м у л я то р н о й батареи в сильной степени зависят от таких случайных воздействий среды, как температура, электрический ток потребителей и зарядного напряжения. Температурные воздействия на аккумуляторную батарею зависят от случайных изменений окружающей среды и температуры двигателя АвТС. Величины электрического тока определяются случайными моментами включения случайного числа всевозможных потребителей.

В настоящее время согласованная работа генератора, аккумуляторной батареи и потребителей энергии осуществляется регуляторами напряжения генератора переменного тока АвТС. Регуляторы напряжения, устанавливаемые на АвТС, отличаются низкой эффективностью регулирования напряжения заряда аккумуляторной батареи из-за неоптимальности своих передаточных характеристик и лишь частичного учета всего многообразия внешних воздействий. Регулируемое ими напряжение стабилизируется на одном уровне, величина которого выбирается из компромисса между потребностями аккумуляторной батареи и оптимальным напряжением питания остальных потребителей. Известные усовершенствования регуляторов, с учетом темпера-

турных воздействий на аккумуляторную батарею, в тоже время не учитывают подключаемые случайным образом потребители энергии.

Сказанное определяет актуальность решаемой в работе проблемы разработки алгоритмических методов и систем обеспечения оптимального зарядного напряжения на аккумуляторную батарею автотранспортных средств на ' основе совместного учета температурных воздействий и тока подключаемых случайным образом потребителей электрической энергии.

Целью диссертации является повышение срока службы аккумулятора и потребителей энергии в системе энергоснабжения автотранспортных средств за счет оптимизации напряжения заряда в зависимости от температурных воздействий и потребителей энергии.

Задача научного исследования состоит в разработке и исследовании методов и средств оптимизации системы регулирования напряжения в бортсети автотранспортного средства. Для достижения указанной цели в диссертации рассматриваются следующие задачи:

- создание математических моделей случайных температурных воздействий на аккумуляторную батарею и зарядного напряжения аккумуляторной батареи в зависимости от температурных и прочих воздействий;

- разработка критериев и выбор метода оптимизации зарядного напряжения ;

-- оптн.у;.: , 1 ... „дкого напряжения пои внешних гел;пгоат\оных бозд/й-

4. 1. 1. 1 - „

ствиях с учетом потребителей энергии;

- исследование динамических режимов работы контура регулирования напряжения, определение критериев устойчивости;

- разработка и исследование системы оптимизации зарядного напряжения аккумулятора автотранспортного средства

Основные методы исследования. При решении поставленных в работе задач использован следующий математический аппарат: методы общей теории дифференциальных уравнений с применением аппарата преобразования Лапласа, точные численные методы расчета на ЭВМ по линеаризованным математическим моделям, эмуляция устройства на ЭВМ в реальном масштабе времени, обработка статистических данных с использованием полигауссовых моделей. Экспериментальные исследования производились на созданной автором экспериментальной автоматизированной установке и на автотранспортном средстве (автомобиле).

Научная новизна исследования представлена следующими результатами:

- разработаны математические модели случайных температурных воздействий на аккумуляторную батарею и срока службы аккумуляторной батареи от температуры и напряжения. Установлена нелинейная зависимость срока службы аккумуляторной батареи от температуры и напряжения заряда, а так же что температурные воздействия на аккумулятор сильно зависят от режима эксплуатации АвТС;

- разработаны критерии и принципы оптимизации; показано, что основным критерием может являться надежность или обобщенные затраты на эксплуатацию электрооборудования АвТС;

- проведена оптимизация зарядного напряжения в зависимости от температуры аккумулятора и тока осветительных приборов;

- исследованы динамические характеристики системы энергоснабжения АвТС, определены ее передаточные характеристики и передаточные характеристики ее элементов и определены условия устойчивости системы;

Достоверность результатов работы, корректность выполненного анализа предложенных математических моделей объекта исследования подтверждена моделированием системы регулирования напряжения на ЭВМ с использованием предложенных алгоритмов и программ и сравнением полученных результатов с экспериментальными.

Практическая тленность работы состоит в следующем:

- разработаны методики, алгоритмы и программы расчета на основе моделей термовоздействий на аккумуляторную батарею и срока службы аккумулятора, которые могут служить эффективным средством создания систем оптимизации напряжения и позволяющие определять ресурс аккумулятора при разных вариантах регулирования напряжения;

- оптимизация напряжения заряда исходя из выбранных надежностных либо затратных критериев позволяет увеличить срок службы аккумуляторной батареи;

- найдены условия устойчивости системы регулирования зарядного напряжения, что позволило значительно увеличить устойчивость системы при регулировании напряжения в зависимости от температурных воздействий и тока потребителей энергии;

- разработан регулятор напряжения, с выходной зависимостью напряжения от температуры и от случайного подключения потребителей энергии к генератору, новизна и полезность которого подтверждена патентом России-

ской .Федерации, который позволяет продлить срок службы аккумуляторной батареи и значительно сократить затраты на обслуживание и ремонт системы энергоснабжения, при общем повышении надежности ее элементов;

- разработана автоматизированная система проведения экспериментов по работе бортовых потребителей в условиях возмущающих воздействий окружающей среды, которая позволяет так же эмулировать систему оптимизации зарядного напряжения.

Внедрение результатов работы. В соответствии с конечными результатами, научными выводами и рекомендациями предложены, практически опробованы и внедрены следующие образцы техники:

Учебная лабораторная установка по курсам "Микропроцессоры в измерительной технике" и "Автоматизированные системы измерения, контроля и диагностики" в лаборатории кафедры Теоретической радиоэлектроники КГТУ им. А.Н. Туполева.

Апробация работы. Основные положения диссертации докладывались и обсуждались на научно-технических конференциях Казанского государственного технического университета (КАИ) в 1994, 1996, 1998 г. (г. Казань); научно-технической конференции "XXI Гагаринские чтения". Московского государственного технического университета в 1996г (г. Москва), 2-ой ВНТК "Электроника и информатика" ноябрь 1997г..

Публикации. По теме диссертации опубликовано 6 печатных работ и получено положительное решение по заявке на патент Российской Федерации.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех разделов и заключения, содержит 132 страницы, 6 таблиц, 37 рисунков, список использованной литературы и 2 приложения на 8 страницах. Общий объем работы составляет 140 страниц.

Заключение диссертации по теме «Элементы и устройства вычислительной техники и систем управления», Жиганшин, Аяз Алимжанович

Результаты работы внедрены в учебном процессе КГТУ им. А.Н. Туполева.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ.

Основное научное содержание работы состоит в исследовании системы электропитания АвТС и создании оптимального электронного регулятора напряжения. В отличие от ранее приведенных исследований проведена оптимизация выходного напряжения не только от температуры аккумулятора, но и от тока осветительных приборов, в условиях случайных температурных воздействий. Созданные в результате работы образцы устройства позволяют значительно повысить ресурс работы всех потребителей системы энергоснабжения АвТС. Результаты работы состоят в следующем:

Создана математическая модель срока службы аккумуляторной батареи АвТС.

Создана модель случайных температурных воздействий на аккумуляторную батарею, установленную на АвТС.

Выявлено, что распределение температуры и средняя температура аккумулятора зависят не только от климатической зоны., но и от режима эксплуатации АвТС.

Обоснован критерий оптимизации и получена методика определения оптимального напряжения для различных видов регулирования напряжения.

Определены передаточные характеристики объектов управления системы энергоснабжения АвТС. Выбрана передаточная функция для синтеза регулятора напряжения. На основе полученной общей передаточной характеристики системы определены условия ее устойчивости.

Получены алгоритмы и программы расчета оптимального напряжения в системе энергоснабжения АвТС, срока службы аккумуляторной батареи и затрат на эксплуатацию АвТС при разных методах оптимизации напряжения питания и режимах эксплуатации АвТС. /

Результаты моделирования влияния методов регулирования напряжения на затраты показали высокую экономическую эффективность применения разработанного устройства, особенно для АвТС, находящихся в личном пользовании.

Проведенные эксперименты подтвердили пригодность математической модели термовоздействий и позволили получить данные для аккумулятора установленного на конкретной модели АвТС.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Жиганшин, Аяз Алимжанович, 1998 год

ЛИТЕРАТУРА

1. Ильин Н.М., Тимофеев Ю.Л., Ваняев В.Я. Электрооборудование лвтомобилей - М., "Знание", 1977. - 387 с.

2. Ильин Н.М. Электрооборудование автомобилей - М.: Транспорт, 1982,-262 с.

3. Ильин Н.М., Тимофеев ЮЛ., Ваняев В .Я. Электрооборудование автомобилей - М.: "Знание", 1977,- 387 с.

4.Галкин Ю.М. Электрооборудование автомобилей и тракторов -М.: Машиностроение, 1967,- 280 с.

5.Банников С.П. Электрооборудование автомобилей - М.: Транспорт, 1977,- 290 с.

6.Токарев М.Ф., Галицкий E.H., Фролов В.А. Механические воздействия и защита радиоэлектронной аппаратуры : Учеб. пособие для вузов. Под ред. В.А. Фролова - М.: Радио и связь, 1984. - 224 с.

7.Дульнев Г.Н. Тепло- и массообмен в радиоэлектронной аппаратуре - М.: Высшая школа, 1984. - 247 с.

8.Федосов Е.А., Инсаров В.В., Селивохин О.С. Системы управления конечным положением в условиях противодействия среды. - М.: Наука, Гл. ред. физ. -мат. лит., 1989. - 272 с

9.Евланов Л.Г., Константинов В.М. Системы со случайными параметрами. - М.: Наука, Т. ред. физ. - мат. лит., 1976. - 568 с

10. Мищенко в В. А., Кириллов В.М., Копнин Г.Н. Оценка надежности 24-вольтовых автоламп по результатам дорожных и лаборатор-

ных испытаний - М.: ж. "Автотракторное электрооборудование", N3, 1982,- 24-29 с.

П.Каминский Я.Н., Атоян К.М. Электрооборудование автомобилей. Справочное пособие по проектированию автомобилей - М: Машиностроение, 1971,- 152 с.

12.Вайнел Д. Аккумуляторные батареи - Ленинград, Государственное энергетическое издательство, 1960. - 480 с.

13.Даосян М.А., Агуф И.А. Свинцовый аккумулятор - М.ДИНТИ Электроприбор, I960,- 68 с.

14.Дижур М.М., Курзуков Н.И., Богомолова Т.И. Расчет показателей стартерного разряда аккумуляторных батарей - ж. "Автотракторной электрооборудование", N5, 1981,- 16-25 с.

15.Агуф И.А., Даосян М.А. О влиянии концентрации H2S04 на анодную коррозию свинца и некоторых его сплавов - "Вестник электроприбор. ",N11„ 1958,- 36-39 с,

16.Агуф И.А., Даосян М.А. Современная теотия свинцового аккумулятора - Л.: "Энергия", 1975,- 312 с.

17.Агуф И.А., Левинзон М.М. Положительный электрод свинцового аккумулятора - М.: ВНИИЭМ,, 1965,- 20 с.

18.Астахов И.И., Вейсберг Э.С., Кабанов Б.П. Анодная коррозия свинца в серной кислоте - "Доклад АН СССР", т.4, N4, 1968,- 456-458 с.

19.Багоцкий B.C., Скундин A.M. Химические источники тока - М.: Энергоиздат, 1981,- 360 с.

20.Дасоян М.А. Химические источники тока - М.: Энергия, 1962,587 с.

21.Крепанова Е.И., Кабанов Б.Н. Исследование причин, вызывающих разрушение активной массы положительных пластин свинцо-воно аккумулятора - Сб. работ по аккумулят., ЦБТИ Электроприбор, М.„ 1958,- 58-64 с.

22.Скалозубов М.Ф. Активные массы электрических аккумуляторов - Новочеркасск, НПИ, 1962,- 165 с.

23.Климова Н.С. Метод оптимизации массогабаритных параметров генератора - М.: ж. "Автотракторное электрооборудование", N5, 1981,- 5-9 с.

24.Климова Н.С. Оптимизации массогабаритных параметров генератора Г306 - М.: ж. "Автотракторное электрооборудование", N5, 1981,- 10-15с.

25.Каминский Я.Н., Атоян K.M. Электрооборудование автомобилей. Справочное пособие по проектированию автомобилей - М.: Машиностроение, 1971,- 152 с.

26.3лакоманов В.В., Яковлев Б.С. Взаимодействие динамических систем с источниками энергии - М.: Энергия, 1980,- 176 с.

27.Следящие приводы/Под ред. Б.К. Чемоданова, - М.: Энергия, кн. II, 1976,- 396-474 с,

28.Власенко A.A. Исследование и синтез автоматических систем регулирования и управления электроэнергетических установок - Горький: ГПТИ, 1972.- 28 с.

29.Первачев C.B., Валуев A.A., Чиликин В.М. Статистическая динамика следящих систем - М.: Советское радио, 1973,- 488 с

30.Иваненко В. И. О влиянии связей через общий источник питания на поведение систем автоматического управления. - Изв. АН СССР, Техническая кибернетика, 1963, №5, с.7-13.

31.Кириченко А. Г., Яковлев Б. С. Учет влияния и выбор динамических свойств источников питания систем автоматического управления. -Электричество, №10, 1975 - 75-76с.

32.3лакоманов В. В., Яковлев Б. С., Экспериментальное исследование влияния связей элементов систем автоматического регулирования через общий источник питания. - В кн.: Вопросы проектирования устройств электропитания и электропривода. Том I. - М.: Энергия, 1972. - с. 72-78.

33.Woodbridge J.L., Electric, acum. - Electric. Engng. N54, 1935.490 с.

34.Дасоян M.A., Агуф И.А. Основы расчета, конструирования и технологии производства свинцовых аккумуляторов - Л.: Энергия, 1978,- 102 с.

35.Романов В.В., Хашев Ю.М. Химические источники тока - М.: Советское радио, 1978,- 263 с.

36.Лызов И.Ю., И.Ф. Даниленко, И.А. Агуф К теории заряда аккумуляторных электродов - ж. "Электрохимия", т. XVI, вып. 9, 1980,1330-1338 с,

37.Смирнов Ю.А. Выбор параметров систем электроснабжения, обеспечивающих заряженность аккумуляторной батареи в различных условиях эксплуатации автомобиля - М.: сб. научн. трудов МАДИ, 1984,-25-48 с.

38.ЬСитаев A.C. "Продление срока службы аккумуляторных батарей"- - М.: Автотранспортиздат, 1957,- 80 с.

39.Ковалев В.Г. Электронные регуляторы напряжения для автомобилей - М.: Энергия, 1978,- 72 с.

/

40.Литвиненко В.В., Сироткин А.П. Эксплуатация электрооборудования легковых автомобилей - М.: изд. ДОСАФ, 1986,- 159 с.

41 .Сафиуллин Н.З., Пьянков Б.Л., Саиткулов В.Г. Устройство управления напряжением автомобильного генератора переменного тока. Патент РФ №2095936.

42.Пьянков Б.Л. Термозависимый регулятор напряжения для автомобильного генератора переменного тока . // сб. "Электронное приборостроение", - Казань, изд-во Казан, гос. техн. ун-та, 1997. - 32с.

43.Изобретения стран мира". Патент N 2-50692-М.: реферативный журнал. Выпуск 107 МКИ Н02 N18 1991. /)

44.МКИ 6 H02J 7/14 патент РФ N 2006130 от 15.01.94 - Бюл. N1, 1994,- 61-65 с,

45.Изобретения стран мира". Патент N 1-53493 - М.: реферативный журнал. Выпуск 107 МКИ Н 02 J 7/14 N9 , 1991,- 34-35 с.

46.Эксплуатация и ремонт стартерных аккумуляторных батарей./' М.А. Дасоян - М.: Транспорт, 1977,- 152 с.

47.Т.И., Кабанов Б.Н. Механизм сульфатации свинцового аккумулятора и методы ее устранения - "Журнал прикладной химии",т.32, N2, 1959,- 326-336 с.

48.Скалозубов М.Ф. Активные массы электрических аккумуляторов - Новочеркасск, НПИ, 1962,- 165 с.

49.Изитдинов С.О., Рахматуллина Э.Х. Кинетика электрохимического процесса окисления на РЮ2-аноде в серной кислоте при низких температурах - "Электрохимия",т.4, N4, 1968,- 647-655 с.

50.Жиганшин A.A., Сафиуллин Н.З. Оптимальное управление напряжением заряда аккумулятора. //Тезисы доклада молодежной научной конференции "XXI Гагаринские чтения". - М., МГТУ, 1996г. - 141 с.

51.Кирьянов Г.З. Электродные процессы в сернокислых растворах цинка - Алма-Ата, "Наука", 1964,- 188 с.

52.Изитдинов С.О., Рахматуллина Э.Х. Кинетика электрохимического процесса окисления на РЮ2-аноде в серной кислоте при низких температурах - "Электрохимия",т.4, N4, 1968,- 647-655 с.

53 Адомиан Дж. Стохастические системы: пер. с англ. - Мир,1987, - 376 с,

54..Alspach D.L. Gaussian sum approximation in nonlinear filtering and control. Information sciences, v.7,1974,- p.271-290.

55.Винер H. Нелинейные задачи в теории случайных процессов. :Пер. с англ. Под. ред. Ю. JI. Климантовича,- М.: Ил., 1961. - 160 с.

56.Сафиуллин Н. 3. Анализ стохастических систем и его приложения/Казань: Изд-во Казан, гос. техн. ун-та, 1998. - 168с.

57.Жиганшин A.A., Сафиуллин Н.З. Пути повышения надежности систем электропитания бортовых потребителей. //Тезисы докладов международной научно-технической конференции по экранопланам "Экраноплан-96". Казань: КГТУ им. А.Н. Туполева, 1996г. - 42с.

58.Литвиненко В.В. Электрооборудование автомобилей ВАЗ- М.: "За рулем", 1995,- 240с., ил.

59.Резник A. M. Орлов В. П. Электрооборудование автомобилей -M.: Транспорт, 1981,- 256 с.

60.Резник A.M. Электрооборудование автомобилей - М.: Транспорт, 1990,- 255 с.

/

61.Г. Корн, Т. Корн Справочник по математике - М., 1977., 832 с. с

илл.

62.Голощапов С.С. Методика экспериментального определения иммитансных динамических моделей химических источников тока - В. кн.: Вопросы управления в автономных электроэнергетических системах. - Челябинск: - ЧПИ, вып. 157, 1974,- 124-127 с.

63.Жиганшин A.A., Синтез закона управления напряжением заряда аккумуляторной батареи при случайных температурных воздействиях. //VIII Всероссийские туполевские чтения студентов" Тезисы докладов. -Казань: КГТУ им. А.Н. Туполева, 1998. - 26 с.

64.Левин Б.Р. Теоретические основы статистической радиотехники - М.: Советское радио, 1974,- 552 с.

65.Додж М., Кината К., Стинсон К. Эффективная работа с Excel 7.0 для Windows 95/Перев. с англ. - Питер., 1997,- 1040 с.

66.Жиганшин A.A., Сафиуллин Н.З. Регулятор напряжения. Положительное решение о выдаче патента от 16.06.98 по заявке №97117502/20 от 8.10.97.

67.Справочник по радиоэлектронным устройствам: в 2-х томах Том I /Бурин М.И., Васильев В.П., Каганов В.И. и др.; Под. ред. Д.П. Линде,- М.: Энергия, 1978. - 440с., ил.

68.Ю. А. Мячин. 180 аналоговых микросхем (справочник). - Изд-во "Патриот". МП "Символ-Р" и редакция журнала "Радио". 1993,-152с., ил.

69.Горошков Б. И. Радиоэлектронные устройства: Справочник. -М. Радио и Связь, 1984. - 400 с.

ТО.Жиганшин A.A. Устройство ввода-вывода с гальванической развязкой для компьютерного вольтамперографа //Актуальные проблемы авиастроения: "VI Всероссийские туполевские чтения студентов" Тезисы докладов. - Казань: КГТУ им. А.Н. Туполева, 1994. - 83 с.

71.Жиганшин A.A., Сиразиев К.В. Универсальный измерительный контроллер. //Казань, Вестник КГТУ №4, 1996г.

72.Нерода В.Я., Торбинский В.Э., Шлыков E.JI. Однокристальные микроЭВМ MCS-51. Архитектура. - М.: КТЦ-Мк., 1990,- 230 с,

73.Сташин В.В., Урусов A.B., Мологонцева О.Ф.. Проектирование цифровых устройств на однокристальных микроконтроллерах -М.: Энергоатомиздат, 1990,- 224 с.

74.Жиганшин А. А., Сафиуллин Н. 3. Микропроцессорная система автоматизированного исследования процессов заряда аккумуляторной батареи. //М. 2-я ВНТК "Электроника и информатика" 1997г. - 25с.

7 5. Сафиуллин Н.З. Математические модели и анализ стохастических систем: Смеси вероятностных распределений. Уч. пособие. - Казань, Казан, гос. техн. ун-т; 1993.-80с.

Termjwoz.cpp

#include <dos.h> #include <stdio.h> ^include <conio.h> #include <iostream.h> /¿include <math.h>

#defme COSTAB 250 //Стоимость аккумуляторной батареи #define XMAX 5.4 //Максимальное изменение напряжения #defme ТМАХ 50 //Максимальная температура #define T_MIN -26 //Минимальная температура #define 1_МАХ 40 //Максимальное изменение тока float q[10],m[ 10],sko[ 10]; int n;

void opred_klimat(void) {int i;

FILE *out;

out=fopen("klimat.dat",''rt"),

fscanf(out,"%d",&n), if (n>10) n=10; for (i=0;i<n;i++)

fscanf(out,"%f%f%f,,&q[i],&m[i],&sko[i]);

fclose (out);

t )

double gauss (double X,double m_o,double sigma)

{ double g= 1 /sqrt(3.1416*2)/sigma* exp(-(X-m_o) * (X-m_o)/2/sigma/sigma); return(g);

}

double mgnoven (int T, double t) { double w=0,mi; int i;

for (i=0;i<n;i++)

{ mi=0.72*m[i]+22.4-(22.4-0.28*m[i])*exp(-t); w+=q[i]*gauss(T,mi,sko[i]); }

return(w);

\ ;

main(void) (int T,I;

double Raspr[T_MAX-(T_MIN)],Summ=0; float shag,t_poln,t_tek,T_sr=0; FILE *out;

out=fopen(''rasprj.dat'','4vt'');

printf(" Ведите время работы двигателя: ");

scanf("%f*,&t_poln); opred_klimat(); shag=t_poln/1 ООО;

for ^(T=T_MIN;T<T_MAX;T+= 1) ' {

Raspr[T-(T_MIN)]=0;

for (t_tek=0;t_tek<=t_poln;t_tek+=shag) Raspr[T-(TJWN)]+=shag*mgnoven(T,t_tek); Summ+=Raspr[T-(T_MIN)];

}

for (T=T_MIN;T<T_MAX;T.+= 1) T_sr+=T * Raspr [T -(T_MIN)]; fprintf (out,"%d\n",T_MAX-T_MIN); for (T=T_MIN;T<T_MAX;T+=1)

fprintf (out,"%d\t%f\n",T,Raspr[T-(T_MIN)]/Summ); fprintf (out, "Tsr=%f\n",T_sr/Summ), fclose (out);

return(O); }

u_t.cpp

#include <dos.h> #include <stdio.h> #include <conio.h> #include <iostream.h> #include <math.h>

#defme COST_AB 250 //Стоимость аккумуляторной батареи #defme X_MAX 5.4 //Максимальное изменение напряжения #defme Т_МАХ 80 //Максимальное изменение температуры #defme 1_МАХ 40 //Максимальное изменение тока

float S_ab(float Napr,float Temper)

i i

float A,B; float Kl=l 1.95, float K2=7.52;

A=exp(( 1.25)*log(3 0+Temper))/152.56; B=13.5/exp(( 1.12)*log(3 0+Temper)),

float ret=A*Kl*Napr*exp(l-A*Napr)+K2*exp(-(Napr-l/A)*(Napr-l/A)/2/B); return(ret);

float Q (float x,float T,float k_osw) {

float S_nom_ab=S_ab(1.3,20);

return(S_nom_ab/S_ab(x,T)+exp(8*log((12.6+x)/13.5))*S_nom_ab/COST_AB:itkmosw),

}

main()

<

v

float k_osw,x,S_nom_ab,Ql,Q2; int T;

printf("BBecTn коэффициент осв. приборов : "); / scanf("%f',&k_osw);

for (T=-25;T<=T_MAX;T++)

{

for(x=0;x<=X_MAX&&(Q(x,T,k_osw)>Q(x+1 ,T,k_osw));x+= 1); for(;x<=X_MAX&&(Q(x,T,k_osw)>Q(x+0. l,T,k_osw));x+=0.1); for(;x<=X_MAX&&(Q(x,T,k_osw)>Q(x+0.01,T,k_osvv));x+=0.01);

printf("T = %f Напр. = %f\n",T,x+12.6); }

return(O); }

slug_ab.cpp

#include <dos.h> #include <stdio.h> #include <conio.h> ^include <iostream.h> ^include <math.h>

#define X_MAX 5.4 //Максимальное напряжения #defme T_MAX 40 //Max температуры

#defme T_MIN -24 //Min температуры #defme I_MAX 20 //Максимальное тока #defme NONE -1 //Net

float Raspr_t[l 10],U[110],Term[l 10]; int get_raspr_t(void) {int n,i; FILE *out;

out=fopen("raspr_t.dat","rt");

fscanf(out,"%d",&n); if (n>l 10) n=l 10; for (i=0;i<n;i++)

fscanf(out, "%f %f ,&Term[i],&Raspr_t[i]);

fclose (out);

return(n); }

int get_u_opt(void) {int n,i;

float C[15],S_osw[15j,p[15]; FILE *out;

out=fopen("u_opt.dat","rt"); fscanf(out,"%d",&n); if (n>l 10) n=l10; for (i=0;i<n;i++)

fscanf(out,"%f %f',&Term[i],&U[i]); fclose (out); return(n); i

float s_ab(float Napr,float Temper)

s i

float A,B; float Kl=l 1.95; float K2=7.52;

A=exp((l ,25)*log(30+Temper))/152.56; B=13.5/exp(( 1.12)*log(3 0+Temper));

floatret=A*Kl*Napr*exp(I-A*Napr)+K2*exp(-(Napr-l/A)*(Napr-l/A)/2/B);

return(ret);

}

main()

(float x,S_ab=0,U_sr, int i,Metod,n; n=get_raspr_t();

printf("U=const - l,U(t) - 2,U(T,I) - 3 : "); scanf("%d",&Metod); if (Metod==l) { printf("Usr=");

scanf(" %f', & U_sr); for(i=0;i<n,i++)

S_ab+=Raspr_t [i] * s_ab(U_sr-12.6,Term[i]); printf("Sab= %f\n",S_ab);

}

if (Metod==2)

r i

if (n!=get_u_opt())

printf ("Data don't sogl\n");

else { for (i=0;i<n;i++) S_ab+=Raspr_t[i]*s_ab(U[i]-12.6,Term[i]); printf("Sab= %f\n",S_ab);

}

) /

if (Metod==3);

return(O); }

zatr.cpp

#include <dos.h> '#include <stdio.h> #include <conio.h> #include <iostream.h> #include <math.h>

#defme COSTAB 250 //Стоимость аккумуляторной батареи #defme X MAX 5.4

//Максимальное напряжения

#defme T_MAX 40 /Мах температуры

#define T_MIN -24 //Min температуры #define I_MAX 20 //Максимальное тока #defme NONE -1 //Net

float S_nom_ab,Raspr_t[l 10],U[110],Term[l 101,K_osw,K_s_osw,C_osw;; int get_raspr_t(void) (int ry; FILE *out;

out=fopen( "raspr_t. dat"," rt"); fscanf(out,"%d",&n); if (n>l 10) n=l 10; for (i=0;i<n;i++)

fscanf(out,"%f %f",&Term[i],&Raspr_t[i]); fclose (out);

return(n); }

void osw(void) (int n,i; K_osw=0; K_s_osw=0; C_osw=0; FILE *out;

float C[15],S_osw[15],p[15]; out=fopen("osw.dat"/'rt"); fscanf(out,"%d",&n); if (n>15) n=15; for (i=0;i<n;i++)

{ fscanf(out,"%f %f %f',&C[i],&S_osw[i],&p[i]); K_osw+=C[i]/S_osw[i]* 176*p[ij; K_s_osw+=l/S_osw[i]* 176;

C_osw+=C[i];

}

fclose (out);

} _ '

int get_u_opt(void) {int n,i;

float C[15],S_osw[15],p[15]; 'FILE *out;

out=fopen("u_opt.dat","rt"); fscanf(out,"%d",&n); if (n>l 10) n=110; for (i=0;i<n;i++)

fscanf(out/'%f %f',&Term[i],&U[i]); fclose (out);

return(n);

}

float s_ab(float Napr,float Temper) {

float A,B; float Kl=l 1.95;

* V

float K2=7.52;

A=exp((1.25)*log(30+Temper))/152.56; B= 13.5/exp(( 1.12)*log(3 0+Temper)),

float ret=A*Kl*Napr:S:exp(l-A*Napr)+K2*exp(-(Napr-l/A)*(Napr-l/A)/2/B);

return(ret);

}

float q(float x,float T,float I)

{float zatr;

if(I=-l)

zatr=COST_AB/s_ab(x,T)+exp(8*log((12.6+x)/13.5))*K_osw;

else

zatr=COST_AB/s_ab(x,T)+exp(8*log(( 12.6+x)/13.5))*C_osw/COST_AB * I/I_MAX*K_s_osw;

return (zatr);

i >

mainQ

{float x,Q=0,U_sr; int i,Metod,n; n=get_raspr_t();

printf("U=const - l,U(t) - 2,U(T,I) - 3 : ");

scanf("%d",&Metod);

if (Metod==l)

( printf("Usr=");

scanf("%f',&U_sr);

for(i=0;i<n;i++) Q+=Raspr_t[i]*q(U_sr-12.6,Term[i],NONE); printf("Q= %f\n",Q);

>

i •

if (Metod==2)

f

\

if (n!=get_u_opt()) printf ("Data don't sogl\n");

else { for (i=0;i<n,i++) Q+=Raspr_t[i]*q(U[i]-12.6,Term[i],NONE); printf("Q= %f\n",Q);

i j

i

i

if(Metod=3);

return(O); }

У " 1999, г

ВЕР Ж Д А Ю рсгор по учебной работе

В. А. Костин

им. А.Н.Туполева

АКТ

об использовании результатов диссертационной работы A.A. Жиганшина "Система оптимизации зарядного напряжения аккумуляторной батареи автотранспортного средства на основе учета внешних воздействий и потребителей энергии" в учебном процессе КГТУ им. А.Н. Туполева

Мы, нижеподписавшиеся, декан радиотехнического факультета,

профессор Г. И. Щербаков, заведующий кафедрой "Теоретической радиоэлектроники" (ТРЭ), профессор Евдокимов Ю.К., доцент кафедры ТРЭ К.В. Сиразиев составили настоящий акт о том, что результаты диссертационной работы Жиганшина A.A. внедрены в учебный процесс радиотехнического факультета. При выполнении работы создана методика автоматизированного измерения, разработан измерительный микроконтроллер, создан лабораторный макет.

Рдароботашоой л.л'ерительный микроконтроллер и:.::то.:ь ;;,егек при обучении студентов по курсам "Микропроцессоры в измерительной технике", "Автоматизированные системы измерения, контроля и диагностики", а также при подготовке бакалавров, инженеров и магистров.

Результаты исследований использованы при разработке методических пособий по выполнению курсовых проектов и

лабораторных работ по указанному курсу.

Декан радиотехнического ф - та, K.T.H., профессор Г.И. Щербаков

Зав. кафедрой ТРЭ,

д.т.н., профессор Ю.К. Евдокимов

Доцент каф. ТРЭ, к.т.н. К.В. Сиразиев