【技术实现步骤摘要】
超级电容器分数阶模型阻抗参数测量方法
本专利技术涉及超级电容器
，尤其涉及一种超级电容器分数阶模型阻抗参数测量方法。
技术介绍
超级电容器，也称为电双层电容器，是一种高功率密度的储能装置，在风力发电、光伏系统、混合动力汽车、电动汽车和生物医学传感器等领域应用广泛。一般来说，超级电容器采用由等效电阻R和理想电容器C串联构成的RC网络进行建模，用以描述其在宽频带上的动态行为。但是，在较宽的频带上仅依靠等效电阻R和理想电容器C两个参数会出现超级电容器建模不准确和其动态行为描述不合理的问题。近年来，有学者基于分数阶阻抗的概念对超级电容器进行建模和动态行为描述，能够获得其在中低频率、长期瞬态和阶跃响应下的特性。与整数阶模型相比，分数阶模型在较少的模型参数条件下，展现了更好的拟合效果。目前，超级电容器的阻抗参数一般采用LCR测试仪、阻抗分析仪、网络分析仪等设备进行测量，在超级电容器的整数阶模型中，这些设备的阻抗参数测量效果较好，但是，在分数阶模型中，阻抗参数的测量结果并不准确。
技术实现思路
针对上述现有技术的不足，本专利技术提供了一种超级电容器分数阶模型阻抗参数测量方法，...
【技术保护点】
1.一种超级电容器分数阶模型阻抗参数测量方法，其特征在于，包括：S10构建超级电容器分数阶模型并确定其阻抗参数；S20在所述超级电容器分数阶模型中施加电压激励阶跃信号，并建立阶跃响应下超级电容器输出电压与阻抗参数之间的关系；S30基于lsqcurvefit函数及受约束的最小化过程，建立阻抗参数拟合过程的目标函数与约束条件；S40基于信赖域反射法，对所述约束条件下的目标函数进行求解，实现超级电容器分数阶模型中阻抗参数的测量。
【技术特征摘要】
1.一种超级电容器分数阶模型阻抗参数测量方法，其特征在于，包括：S10构建超级电容器分数阶模型并确定其阻抗参数；S20在所述超级电容器分数阶模型中施加电压激励阶跃信号，并建立阶跃响应下超级电容器输出电压与阻抗参数之间的关系；S30基于lsqcurvefit函数及受约束的最小化过程，建立阻抗参数拟合过程的目标函数与约束条件；S40基于信赖域反射法，对所述约束条件下的目标函数进行求解，实现超级电容器分数阶模型中阻抗参数的测量。2.如权利要求1所述的超级电容器分数阶模型阻抗参数测量方法，其特征在于，在步骤S10中，超级电容器分数阶模型中包括相互串联的等效串联电阻和分数阶电容器，拉普拉斯域总阻抗Zc(s)为：其中，Rs为等效串联电阻的阻值，Cα为分数阶电容器的容量，sα为分数阶拉普拉斯算子；在所述超级电容器分数阶模型中，阻抗参数包括：等效串联电阻的阻值Rs、阶数α及分数阶电容器的容量Cα。3.如权利要求2所述的超级电容器分数阶模型阻抗参数测量方法，其特征在于，在步骤S20中，在拉普拉斯域往超级电容器分数阶模型中施加电压激励阶跃信号Vin(s)后，输出电压Vo(s)为：其中，v(0)为初始电压，R为测试电阻。4.如权利要求3所述的超级电容器分数阶模型阻抗参数测量方法，其特征在于，在步骤S20中，在拉普拉斯域中，假定超级电容器分数阶模型中施加的电压激励阶跃信号Vin(s)是幅值为Vcc的阶跃函数，对输出电压Vo(s)进行拉普拉斯逆变换后应用于Mittag-Leffler函数，超级电容器分数阶模型的时域阶跃响应vo(t)为：Vin(s)＝Vcc/s当初始电压v(0)＝0时，时域阶跃响应vo(t)为：其中，Eα,α+1和Eα,1为两层Mittag-Leffler函数，Γ为伽马函数。5.如权利要求4所述的超级电容器分数阶模型阻抗参数测量方法，其特征在于，在步骤S30中，基于lsqcurvefit函数及受约束的最小化过程，建立的目标函数f(x)为：其中，x为由阻抗参数组成的向量(Rs,α,Cα)，T(x)为仿真条件下计算得到的时域阶跃响应，ydata实验条件下的时域阶跃响应，T(xi)为仿真条件下ti时刻的时域阶跃响应，ydata-i为实验条件下ti时刻的时域阶跃响应，m为总采样点；约束条件为：其中，为等效串联电阻阻值的最小值，为等效串联电阻阻值的最大值，为分数阶电容器容量的最小值，为分数阶电容器容量的最大值，αmi...
【专利技术属性】
技术研发人员：王琪，韩晓新，诸一琦，罗印升，
申请(专利权)人：江苏理工学院，
类型：发明
国别省市：江苏,32
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