浅议神经网络蓄电池水冷系统智能温度制约系统研制

论文导读：
摘要：在现代化战争中，不管是核动力舰艇还是常规动力舰艇在作战中的地位越来越重要，动力系统直接联系着舰艇的性能及作战运动能力，铅酸蓄电池为舰艇水下航行、武器发射、艇上用电提供动力，是其重要的组成部分。蓄电池性能的好坏直接影响艇上的所有工作，影响战斗机动，由此正确利用蓄电池、改善利用条件、延长其利用寿命，具有重要的战略作用。由于蓄电池的工作特性，在较高温度下进行大电流放电可以获得较高容量；但若电解液温度太高，不但不能提升蓄电池的容量，反而会使蓄电池的容量和利用寿命受到很大的限制。蓄电池在充放电历程中要产生大量的热使电解液温度不断升高，当电解液温度上升到一定值时，必须对其冷却，保证蓄电池的最佳工作状态。为此，舰艇上需要安装专门的冷却系统。本论文论述了铅酸蓄电池水冷系统的工作机理，用海水冷却蒸馏水，蒸馏水流经电池舱冷却蓄电池，根据水冷系统的具体要求提出了温度智能制约系统的总体设计案例，研制以单片机ATmega128为核心的制约系统，并给出了系统硬件和软件设计。ATmega128单片机内部集成ADC，有标准串行接口，简化了电路的设计；系统采取大容量串行flash存储器AT45DB321作为存储介质，结合时钟芯片PCF8563，对实时时间和采集温度信息进行监测和记录，并可以通过RS-485串行通信传至上位机。由于铅酸蓄电池机理复杂，水冷系统具有显著的非线性、滞后性和模型不确定性，采取BP神经网络对蓄电池温度进行仿真探讨建立网络模型，反映温度变化走势；将模糊制约算法引入蓄电池温度水冷系统构成智能制约系统，利用模糊自适应整定PID制约器在线调整制约参数，提升其制约效果。本论文详细介绍了硬件系统的设计，分别包括制约核心电路设计、温度采集及补偿模块、数据存储模块、实时时钟模块、按键显示模块、RS-485串行通信模块、制约输出模块，并在此基础上，详细介绍了整个系统各部分的软硬件开发历程。实验结果表明，经过系统的软硬件调试，设计的蓄电池水冷系统智能温度制约系统性能稳定，达到运用要求。关键词：蓄电池论文神经网络论文温度制约论文模糊制约论文数据存储论文
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Abstract9-11
第1章 绪论11-16

1.1 引言11

1.2 课题的探讨背景11-12

1.3 舰艇对蓄电池的要求12-13

1.4 蓄电池环境温度对电解液密度影响浅析13-14

1.5 冷却水管路系统浅析14

1.6 本课题的主要探讨内容14-16

第2章 铅酸蓄电池充放电温度模型的建立16-31

2.1 铅酸蓄电池的电化学基础16-18

2.

1.1 铅酸蓄电池的电池反应16

2.

1.2 铅酸蓄电池的内阻16-17

2.

1.3 蓄电池温度浅析17-18

2.2 神经网络充放电温度模型18-23

2.1 人工神经网络18-19

2.2 BP 网络模型结构19

2.3 神经网络工具箱19-20

2.4 BP 网络的基本算法20-23

2.5 Levernberg-Marquart 算法的具体迭代历程23

2.3 铅酸蓄电池充放电温度模型的建立23-30

2.3.1 铅酸蓄电池充电模型的建立24-27

2.3.2 铅酸蓄电池放电模型的建立27-30

2.4 本章小结30-31

第3章 模糊自适应整定 PID 制约策略31-41

3.1 智能制约31-32

3.2 模糊制约32-33

3.

2.1 模糊制约概况32

3.

2.2 模糊制约器的基本结构与组成32-33

3.

2.3 模糊条件句与模糊制约规则33

3.4 模糊自适应整定 PID 制约器设计33-40

3.4.1 模糊自适应整定 PID 制约原理33

3.4.2 模糊自适应整定 PID 制约器结构33-34

3.4.3 输入、输出模糊集及其论域确定34-35

3.4.4 模糊语言隶属函数的确定35-38

3.4.5 模糊制约规则及规则表的确定38-39

3.4.6 模糊推理及解模糊化39-40

3.5 本章小结40-41

第4章 智能水冷制约系统硬件设计41-49

4.1 智能水冷制约系统总体设计41

4.2 制约核心电路设计41-42

4.3 温度采集与补偿电路42-43

4.4 外论文导读：5.4.2显示软件设计555.5通信接口软件设计55-565.6模糊自适应整定PID软件设计56-575.7本章小结57-58第6章系统调试及不足解决58-616.1ATmega128系统调试58-596.1.1串行通信调试58-596.1.2整机调试596.2防干扰措施59-606.3本章小结60-61结论61-62参考文献62-65攻读硕士学位期间发表的学术论文和参加科研情况65-66
扩 EEPROM 电路设计43-44

4.5 实时时钟电路设计44

4.6 键盘与显示电路设计44-46

4.6.1 按键设计45

4.6.2 显示设计45-46

4.7 制约输出电路设计46-47

4.8 RS485 通信接口设计47

4.9 电源电路设计47-48

4.10 本章小结48-49

第5章 智能水冷制约系统软件设计49-58

5.1 软件总体设计49-50

5.2 数据采集、处理和存储软件设计50-53

5.3 实时时钟软件设计53-54

5.4 键盘显示软件设计54-55

5.

4.1 键盘软件设计54-55

5.

4.2 显示软件设计55

5.5 通信接口软件设计55-56

5.6 模糊自适应整定 PID 软件设计56-57

5.7 本章小结57-58

第6章 系统调试及不足解决58-61

6.1 ATmega128 系统调试58-59

6.

1.1 串行通信调试58-59

6.

1.2 整机调试59

6.2 防干扰措施59-60

6.3 本章小结60-61

结论61-62
参考文献62-65
攻读硕士学位期间发表的学术论文和参加科研情况65-66
致谢66-67
附录67-69