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龍圖騰網(wǎng)獲悉北京鴻信德寶新能源科技有限公司申請(qǐng)的專利基于超級(jí)電容器的起重機(jī)械變幅過程能量管理方法及系統(tǒng)獲國(guó)家發(fā)明授權(quán)專利權(quán)，本發(fā)明授權(quán)專利權(quán)由國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局授予，授權(quán)公告號(hào)為：CN120090334B 。

龍圖騰網(wǎng)通過國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局官網(wǎng)在2025-08-15發(fā)布的發(fā)明授權(quán)授權(quán)公告中獲悉：該發(fā)明授權(quán)的專利申請(qǐng)?zhí)?專利號(hào)為：202510158201.2，技術(shù)領(lǐng)域涉及：H02J7/34；該發(fā)明授權(quán)基于超級(jí)電容器的起重機(jī)械變幅過程能量管理方法及系統(tǒng)是由張銳設(shè)計(jì)研發(fā)完成，并于2025-02-13向國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局提交的專利申請(qǐng)。

本基于超級(jí)電容器的起重機(jī)械變幅過程能量管理方法及系統(tǒng)在說明書摘要公布了：本發(fā)明提供一種基于超級(jí)電容器的起重機(jī)械變幅過程能量管理方法及系統(tǒng)，涉及能量管理技術(shù)領(lǐng)域，包括通過神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測(cè)模型計(jì)算變幅過程的理論能量需求，校正動(dòng)態(tài)分組系數(shù)得到功率分配系數(shù)，并以此作為各組超級(jí)電容器的充放電功率上限，通過自適應(yīng)PI控制器調(diào)節(jié)充放電電流。變幅角度減小時(shí)，將超出超級(jí)電容器可充電功率的再生制動(dòng)能量存入高溫超導(dǎo)儲(chǔ)能電感，并在條件允許時(shí)將該能量按功率分配系數(shù)充入超級(jí)電容器；變幅角度增大時(shí)，采用動(dòng)態(tài)規(guī)劃算法優(yōu)化主電源與各組超級(jí)電容器的輸出功率配比，并通過滑模和自抗擾控制器實(shí)現(xiàn)功率協(xié)同控制，保證系統(tǒng)電壓穩(wěn)定。本發(fā)明能夠有效提高能量利用效率，延長(zhǎng)超級(jí)電容器壽命，并保證系統(tǒng)穩(wěn)定性。

本發(fā)明授權(quán)基于超級(jí)電容器的起重機(jī)械變幅過程能量管理方法及系統(tǒng)在權(quán)利要求書中公布了：1.一種基于超級(jí)電容器的起重機(jī)械變幅過程能量管理方法，其特征在于，包括： 采用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測(cè)模型分析起重機(jī)械的變幅角度速率和吊重重量，計(jì)算得到變幅過程的瞬時(shí)功率曲線，將所述瞬時(shí)功率曲線在時(shí)間軸上的積分值作為變幅過程的理論能量需求，基于所述理論能量需求對(duì)超級(jí)電容器進(jìn)行分組并計(jì)算得到初始分組系數(shù)，將所述初始分組系數(shù)與歷史循環(huán)次數(shù)的比值確定為容量衰減速率，根據(jù)所述容量衰減速率計(jì)算各組超級(jí)電容器的剩余壽命系數(shù)，基于所述初始分組系數(shù)與剩余壽命系數(shù)的計(jì)算得到動(dòng)態(tài)分組系數(shù)； 建立基于所述動(dòng)態(tài)分組系數(shù)的模糊控制器，以各組超級(jí)電容器的端電壓偏差和端電壓變化率作為模糊控制器的輸入量，通過模糊控制器將端電壓偏差和端電壓變化率的不同組合映射為充放電功率修正值，基于所述充放電功率修正值建立遞推補(bǔ)償模型對(duì)動(dòng)態(tài)分組系數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)校正得到功率分配系數(shù)，將所述功率分配系數(shù)作為各組超級(jí)電容器的充放電功率上限，通過自適應(yīng)PI控制器調(diào)節(jié)各組超級(jí)電容器的充放電電流，其中所述自適應(yīng)PI控制器的控制參數(shù)與功率分配系數(shù)和端電壓偏差呈自適應(yīng)關(guān)系； 在變幅角度減小過程中，將再生制動(dòng)功率與通過功率分配系數(shù)計(jì)算的超級(jí)電容器組可充電功率進(jìn)行比較，當(dāng)再生制動(dòng)功率大于可充電功率時(shí)，將超出部分的能量存入高溫超導(dǎo)儲(chǔ)能電感，并實(shí)時(shí)檢測(cè)各組超級(jí)電容器的功率分配系數(shù)，當(dāng)檢測(cè)到任一組超級(jí)電容器的功率分配系數(shù)對(duì)應(yīng)的可充電功率大于當(dāng)前充電功率時(shí)，將所述高溫超導(dǎo)儲(chǔ)能電感中的能量按照各組超級(jí)電容器功率分配系數(shù)的比例分配充入；在變幅角度增大過程中，基于各組超級(jí)電容器的功率分配系數(shù)建立智能功率分配器，所述智能功率分配器采用動(dòng)態(tài)規(guī)劃算法優(yōu)化主電源與各組超級(jí)電容器的輸出功率配比，通過滑?？刂破鲗?shí)現(xiàn)各組超級(jí)電容器與主電源的功率協(xié)同控制，采用自抗擾控制器抑制負(fù)載功率波動(dòng)，保證系統(tǒng)電壓的穩(wěn)定性； 在變幅角度增大過程中，基于各組超級(jí)電容器的功率分配系數(shù)建立智能功率分配器，所述智能功率分配器采用動(dòng)態(tài)規(guī)劃算法優(yōu)化主電源與各組超級(jí)電容器的輸出功率配比，通過滑?？刂破鲗?shí)現(xiàn)各組超級(jí)電容器與主電源的功率協(xié)同控制，采用自抗擾控制器抑制負(fù)載功率波動(dòng)，保證系統(tǒng)電壓的穩(wěn)定性包括： 獲取變幅角度增大過程中各組超級(jí)電容器的實(shí)時(shí)荷電狀態(tài)、端電壓和母線電壓，以及各組超級(jí)電容器對(duì)應(yīng)的功率分配系數(shù)； 基于所述功率分配系數(shù)建立智能功率分配器，將所述實(shí)時(shí)荷電狀態(tài)、端電壓和母線電壓作為系統(tǒng)狀態(tài)變量，將主電源輸出功率和各組超級(jí)電容器輸出功率作為控制變量輸入所述智能功率分配器； 在所述智能功率分配器中構(gòu)建目標(biāo)函數(shù)，采用動(dòng)態(tài)規(guī)劃算法對(duì)所述目標(biāo)函數(shù)進(jìn)行求解，得到主電源與各組超級(jí)電容器的輸出功率配比； 根據(jù)所述輸出功率配比的目標(biāo)值與實(shí)際值的偏差構(gòu)建滑模面，并基于所述滑模面設(shè)計(jì)滑?？刂破鞯目刂坡桑隹刂坡砂ㄓ上到y(tǒng)動(dòng)態(tài)估計(jì)項(xiàng)和狀態(tài)跟蹤偏差項(xiàng)組成的等效控制項(xiàng)，以及由趨近律參數(shù)確定的切換控制項(xiàng)； 通過所述滑?？刂破鬏敵鲋麟娫磁c各組超級(jí)電容器的控制指令，并采集執(zhí)行所述控制指令后的負(fù)載功率波動(dòng)信息，基于所述負(fù)載功率波動(dòng)信息，通過擴(kuò)張狀態(tài)觀測(cè)器得到系統(tǒng)輸出與跟蹤誤差，并根據(jù)所述系統(tǒng)輸出與跟蹤誤差構(gòu)建自抗擾控制器的狀態(tài)觀測(cè)方程； 將所述狀態(tài)觀測(cè)方程的輸出值與參考輸入進(jìn)行比較得到補(bǔ)償控制量，并根據(jù)所述補(bǔ)償控制量對(duì)主電源與各組超級(jí)電容器的控制指令進(jìn)行修正，抑制負(fù)載功率波動(dòng)，將修正后的控制指令作用于主電源與各組超級(jí)電容器，實(shí)現(xiàn)功率協(xié)同控制并保證系統(tǒng)電壓穩(wěn)定，同時(shí)將控制后的系統(tǒng)狀態(tài)作為新的狀態(tài)變量輸入智能功率分配器進(jìn)行迭代優(yōu)化； 在所述智能功率分配器中構(gòu)建目標(biāo)函數(shù)的公式如下： 其中，J表示目標(biāo)函數(shù)，T表示總時(shí)間，w1表示母線電壓偏差項(xiàng)的權(quán)重，Vbust表示母線電壓，即系統(tǒng)在t時(shí)刻的實(shí)際電壓值，Vreft表示母線參考電壓，w2表示超級(jí)電容器功率分配偏差項(xiàng)的權(quán)重，N表示超級(jí)電容器組數(shù)，PSC，it表示第i組超級(jí)電容器的輸出功率，ki表示第i組超級(jí)電容器的功率分配系數(shù)，w3表示主電源功率利用率偏差項(xiàng)的權(quán)重，Pmaint表示主電源在t時(shí)刻提供的實(shí)際功率值，Pmain，max表示主電源的最大輸出功率。

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