數(shù)字化快速充電系統(tǒng)設(shè)計(jì)論文

1、 .PAGE1 / NUMPAGES65本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目：數(shù)字化快速充電系統(tǒng)設(shè)計(jì)院（系）：專業(yè)：班級(jí)：學(xué)生：學(xué)號(hào)：指導(dǎo)教師：2012年 06 月數(shù)字化快速充電系統(tǒng)設(shè)計(jì)摘 要 隨著智能電池在國的日益普與,與之配套的智能充電器也已經(jīng)成為國電源行業(yè)研究的新熱點(diǎn),其技術(shù)生命力和應(yīng)用前景將非常廣闊.目前,市場上充電器大都采用固定模式對(duì)電池進(jìn)行充電,缺乏自適應(yīng)能力,不能實(shí)時(shí)控制充電狀態(tài),經(jīng)常出現(xiàn)電池充電過度、充電不足或電池過熱等諸多問題,大大縮短了電池的使用壽命。本文在調(diào)查國外快速充電技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，從智能充電器的市場需求開始，對(duì)數(shù)字化電池從理論上做了充分的分析，并設(shè)計(jì)出一種能給多種規(guī)格、型

2、號(hào)電池進(jìn)行充電的數(shù)字化快速充電系統(tǒng)。主要設(shè)計(jì)工作包括：設(shè)計(jì)了開關(guān)電源，實(shí)現(xiàn)了220V市電轉(zhuǎn)換為25V恒壓輸出；設(shè)計(jì)了充電電路，實(shí)現(xiàn)DC-DC變換；設(shè)計(jì)了單片機(jī)控制電路，實(shí)現(xiàn)了充電電壓電流的的檢測、充電過程的控制、狀態(tài)的監(jiān)測、顯示等功能，實(shí)現(xiàn)對(duì)鋰離子、鎳鎘、鎳氫電池的快速充電。 關(guān)鍵詞：快速充電；開關(guān)電源；控制電路Designof digital rapid charging systemAbstractWith the growing popularity of smart battery in the country, accompanying smart chargerhas become

3、 the new hot spot in the domestic power industry, its vitality and prospectswill be very broad. At present, most of the fixed mode the battery charger on themarketcharging, the lack of adaptive capacity, charge status can not be real-time control, often battery overcharging, charging or battery over

4、heating, greatly reducing battery life.Fast charging basis of the status of technical development in the survey at home and abroad market demand from the smart charger, digital battery do a full analysis of the theory, and design a give a variety of specifications, models of battery chargethe digiti

5、zation fast charging system. The main design work include: design of a switching power supply, 220V electricity converted to 25V constant voltage output; charging circuit is designed to achieve the DC-DC converter; designed a single-chip control circuit, the charging voltage and current detection, t

6、he charging process control, status monitoring, display and other functions, to achieve fast charging lithium-ion, nickel-cadmium, nickel metal hydride batteries.Key words: fast charge ; switchingpowersupply ; control circuit目錄中文TOC o 1-3 h u HYPERLINK l _Toc759 摘要 PAGEREF _Toc759 I HYPERLINK l _Toc

7、29373 英文摘要 PAGEREF _Toc29373 II HYPERLINK l _Toc16761 1緒論 PAGEREF _Toc16761 1 HYPERLINK l _Toc28431 1.1題目背景 PAGEREF _Toc28431 1 HYPERLINK l _Toc32028 1.2研究意義 PAGEREF _Toc32028 1 HYPERLINK l _Toc8699 1.3國外發(fā)展情況 PAGEREF _Toc8699 2 HYPERLINK l _Toc19452 1.4 課題主要研究容 PAGEREF _Toc19452 2 HYPERLINK l _Toc13

8、068 2 數(shù)字化快速充電器理論分析 PAGEREF _Toc13068 4 HYPERLINK l _Toc468 2.1電池的充電特性分析 PAGEREF _Toc468 4 HYPERLINK l _Toc12294 2.2充電模式 PAGEREF _Toc12294 5 HYPERLINK l _Toc8830 2.2.1恒流充電 PAGEREF _Toc8830 5 HYPERLINK l _Toc11742 2.2.2 恒壓充電 PAGEREF _Toc11742 6 HYPERLINK l _Toc5529 2.2.3 快速充電技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)分析 PAGEREF _Toc5529

9、7 HYPERLINK l _Toc27205 2.2.4充電控制技術(shù) PAGEREF _Toc27205 7 HYPERLINK l _Toc3162 2.3開關(guān)電源的基本原理 PAGEREF _Toc3162 9 HYPERLINK l _Toc15041 3 數(shù)字化快速充電系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc15041 11 HYPERLINK l _Toc21191 3.1總體設(shè)計(jì)方案 PAGEREF _Toc21191 11 HYPERLINK l _Toc15729 3.2單片機(jī)XC164CM介紹 PAGEREF _Toc15729 12 HYPERLINK l _Toc2046

10、7 3.3開關(guān)電源電路設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc20467 13 HYPERLINK l _Toc8415 3.3.1 AC/DC轉(zhuǎn)換電路 PAGEREF _Toc8415 13 HYPERLINK l _Toc21747 3.3.2 DC/DC變換器電路的設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc21747 14 HYPERLINK l _Toc17307 3.4充電電路的設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc17307 18 HYPERLINK l _Toc6309 3.5充電控制電路的設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc6309 19 HYPERLINK l _Toc12657 3.6單片機(jī)與其外圍電路的供電

11、電路的設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc12657 20 HYPERLINK l _Toc28287 3.6.1 5V供電電路 PAGEREF _Toc28287 20 HYPERLINK l _Toc29553 3.6.2 2.5V供電電路 PAGEREF _Toc29553 21 HYPERLINK l _Toc30972 3.7電壓和電流檢測電路的設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc30972 21 HYPERLINK l _Toc4392 3.7.1電壓檢測電路 PAGEREF _Toc4392 21 HYPERLINK l _Toc23659 3.7.2電流檢測電路 PAGEREF _Toc2

12、3659 22 HYPERLINK l _Toc21693 3.8顯示電路和鍵盤輸入電路的設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc21693 22 HYPERLINK l _Toc23844 3.9報(bào)警電路的設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc23844 23 HYPERLINK l _Toc12491 4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析 PAGEREF _Toc12491 25 HYPERLINK l _Toc27758 5 總結(jié) PAGEREF _Toc27758 26 HYPERLINK l _Toc24110 致 PAGEREF _Toc24110 27 HYPERLINK l _Toc417 參考文獻(xiàn) PAGERE

13、F _Toc417 28 HYPERLINK l _Toc14625 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）知識(shí)產(chǎn)權(quán)聲明 PAGEREF _Toc14625 29 HYPERLINK l _Toc18758 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）獨(dú)創(chuàng)性聲明 PAGEREF _Toc18758 30 HYPERLINK l _Toc24667 附錄 PAGEREF _Toc24667 31 HYPERLINK l _Toc16960 附錄A實(shí)驗(yàn)原理圖 PAGEREF _Toc16960 31 HYPERLINK l _Toc28177 附錄B印制電路板 PAGEREF _Toc28177 321 緒論1.1題目背景 電源技術(shù)是一切設(shè)備的基

14、礎(chǔ)技術(shù)，其水平的高低，直接影響整體性能，形象地講，電源猶如心臟，是電設(shè)備的供電系統(tǒng)，維持著全系統(tǒng)的正常運(yùn)行，標(biāo)志電源特性的參數(shù)有功率、電壓、頻率、噪聲與帶載時(shí)參數(shù)的變化等等，在同一參數(shù)的要求下，又有體積、重量、效率和可靠性能指標(biāo)。因此，一個(gè)優(yōu)秀的電源系統(tǒng)，必須既滿足特性參數(shù)要求，又要滿足特定指標(biāo)的要求。智能供電系統(tǒng)是一種典型的AC-DC供/充電系統(tǒng)，它不但要把交流220V市電轉(zhuǎn)換成需要的低壓直流電，輸入給無線通信機(jī)，還能給通信機(jī)的蓄電池（包括鋰離子、鎳鎘、鎳氫等種類）充電，以備移動(dòng)時(shí)給通信機(jī)供電。目前，這種通信系統(tǒng)主要配備給陸軍連隊(duì)、消防大隊(duì)、森警巡邏隊(duì)等，以與應(yīng)用與武警執(zhí)勤、野外偵探等無法交

15、流供電的工作環(huán)境中。目前，配備給通信機(jī)的電源系統(tǒng)，由于大都屬于70年代開發(fā)的產(chǎn)品，技術(shù)上存在的問題如下：故障率高，而且維修困難，經(jīng)常影響作訓(xùn)的正常進(jìn)行；由于有些電池性能比較差，充電器缺乏自適應(yīng)性，經(jīng)常出現(xiàn)因“過沖”而損壞電池或因“充不滿”而影響作訓(xùn)的非常情況；體積大，笨重，而且效率低，不適應(yīng)現(xiàn)代化裝備要求；不具備對(duì)新一代“數(shù)字化電池”的充電功能，針對(duì)如上缺點(diǎn)，使用部門多年來一直尋求一種高性能新型電源系統(tǒng)，以便滿足國防建設(shè)和特殊行業(yè)的要求。1.2研究意義 如今，隨著越來越多的手提式電器的出現(xiàn)，對(duì)高性能，小尺寸，重量輕的電池充電器的需求也越來越大，電池技術(shù)的持續(xù)進(jìn)步也要求更復(fù)雜的充電算法以實(shí)現(xiàn)快速

16、安全的充電。因此需要對(duì)充電過程進(jìn)行更精確的監(jiān)控，以縮短充電時(shí)間，達(dá)到最大的電池容量，并防止電池?fù)p壞。與此同時(shí)，對(duì)充電電池的性能和工作壽命的要求也在不斷提高。從二十世紀(jì)六十年代的商用鎳鎘和密封鉛酸電池到近幾年的鎳氫和鋰離子技術(shù)，可充電電池容量得到了飛速發(fā)展。電池充電是通過逆向化學(xué)反應(yīng)將能量存儲(chǔ)到化學(xué)系統(tǒng)里實(shí)現(xiàn)的,由于使用的化學(xué)物質(zhì)的不同,電池有自己的特性.設(shè)計(jì)充電器時(shí)要仔細(xì)了解這些特性以防止過度充電而損壞電池。 目前所裝備的充電器大都采用固定模式對(duì)電池進(jìn)行充電，缺乏自適應(yīng)能力，不能實(shí)時(shí)控制充電狀態(tài)。經(jīng)常出現(xiàn)電池充電過度，充電不足或電池過熱等諸多問題，縮短了電池的使用壽命，影響了電池設(shè)備的工作。為

17、了解決目前存在的諸多問題，同時(shí)適應(yīng)未來電子裝備的數(shù)字化，信息化，研究出一種可給多種電池自適應(yīng)充電的數(shù)字化快速充電設(shè)備，已解決目前存在的問題。 近年來，電設(shè)備越來越廣泛的應(yīng)用與各個(gè)領(lǐng)域，而且越來越復(fù)雜，對(duì)供電系統(tǒng)的要求也越來越高。除了系統(tǒng)的可靠性、效率、體積和重量等要求之外，一些新的要求在不斷提出，例如EMC（電磁兼容）的要求，智能化程度和自適應(yīng)等，一個(gè)新型的充電器，不但具有傳統(tǒng)充電器的功能，還能識(shí)別被充電電池的類別，然后根據(jù)電池的參數(shù)，以與環(huán)境溫度等自適應(yīng)地生成充電曲線，使得被充電電池在最短時(shí)間，以最佳的方式完成充電工作。在充電過程中，要不斷地檢測被充電電池的電壓、電流和溫度的變化情況與時(shí)調(diào)整

18、充電曲線。1.3國外發(fā)展情況為了適應(yīng)電設(shè)備科技發(fā)展的需要，近年來，在充電電源的研究方面主要呈現(xiàn)如下幾個(gè)特點(diǎn)：（1）集成化、高密度化：它包括了兩層含義，一是構(gòu)成MOSFET大功率器件的元件微型化、密集化；二是指MOSFET集成在單片IC中，從而使系統(tǒng)控制、驅(qū)動(dòng)、保護(hù)、檢測和末級(jí)功率放大集成為一體。（2）高頻化：提高主功率變換器件的開關(guān)速度，可明顯減少磁性變壓器材料和大電解電容體積、重量等。這也使得開關(guān)器件的研制從改進(jìn)電壓、電流的兩維體系發(fā)展到提高頻率的三維體系。高頻化的實(shí)現(xiàn)建立在高開關(guān)速度功率器件的基礎(chǔ)上，電力電子技術(shù)的發(fā)展為其創(chuàng)造了條件。（3）智能化：主要體現(xiàn)在對(duì)被充電電池的自適應(yīng)性和對(duì)環(huán)境的

19、自適應(yīng)性方面。智能化具體表現(xiàn)為能識(shí)別被充電電池的類型，能檢測到當(dāng)前狀態(tài)，并能根據(jù)被充電電池的這些信息自動(dòng)生成最佳充電曲線，保證在最短時(shí)間，高效地將電池充滿。由于自動(dòng)生成最佳充電曲線與制造廠提供的曲線一致，也保證了電池在充電過程中一直處于理想狀態(tài)，從而延長了電池的使用壽命。為了適應(yīng)這些特點(diǎn)，世界各國都在研究數(shù)字化快速充電技術(shù)。目前已經(jīng)研制出了幾十種各類電池快速充電集成電路，譬如，針對(duì)鎳鎘/鎳氫電池充電的TEA1100/TEA1101和MAX2003等控制芯片，針對(duì)鋰離子電池充電的FAN7563、FAN7564、LM3420和BQ2054等控制芯片；主要用于鎳鎘/鎳氫、鋰離子等電池的充電的bq20

20、00系列控制芯片；還有鉛酸電池充電控制器UC3906、UC3909和bq2031等。利用這些控制芯片很容易設(shè)計(jì)成數(shù)字化快速充電器。這些控制芯片針對(duì)不同類型的電池，具有明顯的特色。通過最佳組合，可以設(shè)計(jì)成多種用途的數(shù)字化快速充電器。但是，由于這些芯片功能單一，無法滿足本文涉與項(xiàng)目的特殊需要。1.4 課題主要研究容 根據(jù)鋰離子、鎳鎘、鎳氫電池的充電特性，完成快速充電系統(tǒng)設(shè)計(jì)。掌握快速充電理論和充電電源原理與應(yīng)用。具體為：掌握充電電源的工作原理,種類，發(fā)展過程與當(dāng)前的發(fā)展水平；掌握快速充電理論與Ni-H，鋰離子電池充電要求；充分對(duì)要制作的系統(tǒng)進(jìn)行論證，充分掌握要害，并進(jìn)行最佳設(shè)計(jì)；技術(shù)指標(biāo)：輸入電壓

21、圍：20-28V直流；適用電池圍：適用于當(dāng)前便攜裝備的鋰離子，鎳鎘，鎳氫可充電電池，標(biāo)稱充電值：3.6V，7.2V，12V，14.4V。充電時(shí)間可在30min使被充電池所充電量不小于標(biāo)定值得50%（限1AH電池）；充電電池容量：規(guī)定在0.6-2.0AH以。輸出電壓：5V,12V;額定電流：2A+0.2A（2A-0.2A）；輸出紋波:=1%VPP；負(fù)載調(diào)整率= 50) or (ii) the voltage gradient is negative (d V /d t 50）或（ii）在電壓梯度為負(fù)（D V/ D T0）。圖1典型的鎳鎘電池充電特性2.2.超快速充電器設(shè)計(jì) 其發(fā)明以來，各種方法已

22、為鎳鎘電池充電。其中最流行的充電技術(shù)，廣泛應(yīng)用于消費(fèi)產(chǎn)品是恒流涓流充電技術(shù)，在一個(gè)非常小的，恒流充電器提供依賴率（通常為0.1）電池和用戶間停止充電電池時(shí)，返回到全能力。據(jù)悉，充電電池額定為1意味著0.1C的充電電流為100 mA，在充電時(shí)間至少10小時(shí)的結(jié)果。減少充電時(shí)間只需充電電流要更大一些。在實(shí)踐中，鎳鎘電池是能夠危與周圍充電電流8C2。但是，它不能與這樣一個(gè)長期的大電流應(yīng)用，否則電池將受到嚴(yán)重?fù)p害，如上所述。因此，必須根據(jù)電池的充電狀態(tài)，與時(shí)調(diào)整充電電流。 超快速充電的關(guān)鍵，是一種智能控制器，測得的輸入?yún)?shù)，可以適當(dāng)阻止輸出，即充電電流（IC）。顯然，在設(shè)計(jì)控制器的首要任務(wù)是確定控制輸

23、入?yún)?shù)，它表示電池狀態(tài)。通常情況下，電池電壓和溫度，連同其關(guān)聯(lián)梯度被用作輸入控制器2,6。此外，電池的電流可能估計(jì)在剩余的電荷量電池5?？梢灶A(yù)期，更多的參數(shù)會(huì)提供更好的性能。從實(shí)施更多的參數(shù)來看，是指多個(gè)COM計(jì)算復(fù)雜度，因此，更復(fù)雜電路。在我們的設(shè)計(jì)中，只有溫度和用作控制輸入相關(guān)的梯度參數(shù)。事實(shí)上，只有電池的溫度衡量。溫度梯度是很容易使用的測量溫度的過去和現(xiàn)在的價(jià)值計(jì)算。盡管如此，仍然是必要的電壓梯度完全充電狀態(tài)的核查?；趶V泛的實(shí)驗(yàn)，控制輸入，即絕對(duì)溫度溫度（T）的溫度梯度（D T/ DT）和充電電流（Ic）收集12。圖2描述了一個(gè)曲面圖表示控制輸入之間的關(guān)系和相應(yīng)的最佳充電電流。該圖表明

24、充電器應(yīng)該提供一個(gè)比較高的充電電流在電池充電的初始階段。然后，應(yīng)適當(dāng)降低充電電流在充電的后期階段，這取決于兩個(gè)控制參數(shù)T和D/ D T。根據(jù)這一方法安全期限的最佳充電電流總是會(huì)提供電池沒有任何損害，提供圖面積如圖2所示。圖2控制輸入和充電電流的表面廓圖3使用GRNN的超快速充電器3.1GRNN 近年來，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)得到相當(dāng)大的重視，因?yàn)樗麄冊(cè)谇蠼夥蔷€性效率，隨時(shí)間變化的現(xiàn)代新興應(yīng)用中應(yīng)用非常廣泛。而不是傳統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型技術(shù)，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，不需要任何模型，這往往是困難的，但不是不可能以取得實(shí)踐。雖然傳統(tǒng)的技術(shù)，可以有效地針對(duì)線性時(shí)不變系統(tǒng)，他們只執(zhí)行線性近似的非線性行為。對(duì)于一些應(yīng)用，逼近可能就足夠了

25、。操作方法以往，更好的技術(shù)是必要的程度較高時(shí)精度是強(qiáng)制性的。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)強(qiáng)烈建議這種請(qǐng)求。在我們認(rèn)為，在神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是一種很有前途的解決方案，以實(shí)現(xiàn)超快速充電器。這是因?yàn)槌潆婒鹩?jì)算電池自然涉與其固有的非線性。 在種類繁多的車型中存在多種工作的例。在GRNN13，這是一個(gè)新興的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模式的模型。它擁有一個(gè)相對(duì)較低的計(jì)算負(fù)擔(dān)，同時(shí)還提供了高精確度。利用訓(xùn)練數(shù)據(jù)據(jù)文獻(xiàn)獲取。 使用超快速充電器GRNN在9中提到的GRNN一旦經(jīng)模擬，可以適當(dāng)?shù)卮_定充電電流（IC），（DT/ dt）的溫度（T）溫度梯度。 在我們的系統(tǒng)，GRNN神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)由三個(gè)層次組成圖 3。第一層有兩個(gè)輸入節(jié)點(diǎn)，特別是對(duì)溫度和其相關(guān)的梯度。第

26、二層的神經(jīng)元組成，每個(gè)代表基礎(chǔ)功能在參考文獻(xiàn)11，據(jù)透露，在第二層的神經(jīng)元，產(chǎn)生最佳的折衷之間的均方誤差（MSE）和計(jì)算復(fù)雜性。這將在SEC通過模擬證實(shí)在第5部分。值得注意的錯(cuò)誤是，我們要區(qū)別實(shí)驗(yàn)觀察和計(jì)算輸出GRNN。 圖3 . GRNN結(jié)構(gòu) 從本質(zhì)上講，GRNN的輸出，輸入x，是功能距離的加權(quán)組合之間的輸入數(shù)據(jù)和基函數(shù)的中心在第二層（隱藏）。 GRNN的表現(xiàn)敏感的基函數(shù)的選擇。超快充電器介紹 9調(diào)用高斯函數(shù)充電電流的計(jì)算。然而，這是隨后在文獻(xiàn)介紹。 10,11認(rèn)為的RBF實(shí)現(xiàn)更好的MSE性能。因此，基于RBF是被用于于這項(xiàng)工作。也就是說，充電電流（C）是其中屬于在我們的這種情形下，其中Ti

27、和（D T/ DT），分別表示第i個(gè)溫度下的溫度梯度從12獲得。3.2.運(yùn)用GA的GRNN的培訓(xùn)類似其他神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，GRNN的需要監(jiān)督的培訓(xùn)。有各種方式培訓(xùn)網(wǎng)絡(luò)。在那些遺傳算法，這是概率的搜索技術(shù)，模擬力學(xué)演化14。他們是有能力的全球探索解空間，追求潛在的豐碩同時(shí)還審查額外的隨機(jī)點(diǎn)的路徑減少解決局部最優(yōu)的可能性在GA中，設(shè)置一個(gè)變量為一個(gè)給定的問題是編碼成一個(gè)字符串（人口），類似于染色體的一些性質(zhì)。此外，每個(gè)字符串包含了大量的等位基因，位于特定系統(tǒng)的每個(gè)功能字符串中的位置被稱為一個(gè)基因。每個(gè)字符串，因此，包含一個(gè)解決問題的可行的解決方案。最佳解決方案可以通過減少健身功能。因此，適值較低者將選

28、擇下一代的父母，而那些具有較高的適值將被拒絕。創(chuàng)建新的后代，選定的父母字符串經(jīng)過再生產(chǎn)過程如文獻(xiàn)中所述的交叉和變異等。 通過持續(xù)的這樣一個(gè)過程，新的和鉗工染色體的進(jìn)化，直到預(yù)定的停止條件滿意。 在這項(xiàng)工作中，等位基因是每一個(gè)人的控制輸入和最佳的充電電流對(duì)取自文獻(xiàn)。12。通過收集每對(duì)字符串最終產(chǎn)生最初的對(duì)數(shù)是隨機(jī)選擇。然后，在每次迭代中，聯(lián)大決定 的功能，這是本質(zhì)之間的MSE真正的輸出12和計(jì)算機(jī)使用GRNN神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸出。經(jīng)過一定的交叉和突變，遺傳算法終于找到最佳的投入產(chǎn)出對(duì)集。注意對(duì)數(shù)的數(shù)量相當(dāng)于在隱藏層的神經(jīng)元。3.3.減少計(jì)算復(fù)雜性 鑒于實(shí)施，計(jì)算GRNN神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜性，應(yīng)該是中等偏低

29、。為此，基于RBF（AE），這通常是一個(gè)指數(shù)函數(shù)EXP（AE），通過一個(gè)簡單的多項(xiàng)式形式取代。特別是，最初CSRBF號(hào) 15被選為由于其簡單性和適用性的實(shí)施，一種低成本的RISC，即微控制器。然而，支持CSRBF間隔是固定的，不能擴(kuò)大在不改變功能的傾斜度，導(dǎo)致了數(shù)值問題;除以零的GRNN的前進(jìn)階段，從式（1）可以清楚地看出，這出現(xiàn)問題時(shí)，尤其是網(wǎng)絡(luò)的距離所有RBF中心的投入是大于支持長度的CSRBFs。最近新方法的緊支徑向基函數(shù)的類，P-RPPRBF，具有特殊功能的介紹16。其支持間隔可以延長輸入被保留，而傾斜的功能?？梢酝ㄟ^后續(xù)計(jì)算P-RPPRBF輸出，如表1所示。表1.4.硬件實(shí)現(xiàn) 建議超

30、快速充電器，使用的GRNN的實(shí)現(xiàn)一個(gè)低成本的RISC PIC16F876A單片機(jī)額外的硬件電路17。其結(jié)構(gòu)說明如4所示。除了8字節(jié)可編程存，RISC微處理器采用了10位，五通道逐次逼近模擬到數(shù)字的A / D轉(zhuǎn)換器。請(qǐng)注意，只有8位分辨率是足夠我們的應(yīng)用程序。軟件的開發(fā)使用C為實(shí)現(xiàn)培訓(xùn)的GA編程語言GRNN的，使用的PCWH編譯器和交叉編譯編程的PIC16F876A。圖5顯示圖片硬件原型，圖6所示的流程圖描述了微控制器的操作。 硬件電路包括一個(gè)電壓控制電流源，電池的溫度和電壓檢測器，數(shù)字至模擬（A / D）轉(zhuǎn)換器和兩個(gè)電壓電流（V / I）轉(zhuǎn)換器。在擬議的收費(fèi)制度，溫度測量電池的溫度，T傳感器，

31、尤其是一個(gè)熱敏電阻。數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換美聯(lián)儲(chǔ)將通過一個(gè)置的A / D轉(zhuǎn)換器的微控制器。然后，溫度梯度，D T/ dt的計(jì)算使用一個(gè)單位延遲。 T和D T/ D T被用作控制如前面所討論的GRNN的輸入 部分。GRNN的輸出計(jì)算，即充電電流，在微控制器。同由P-RPPRBF，存更換的RBF使用PIC16F876A顯著減少超過69。在D/ MAX503采用充電電流數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為模擬電壓，這是美聯(lián)儲(chǔ)通過的V /我XTR110以生產(chǎn)終于提供給適當(dāng)?shù)某潆婋娏麈囨k電池。在除了溫度，在 計(jì)算電壓梯度監(jiān)測。只要溫度接近50攝氏度或負(fù)電壓梯度檢測，充電過程停止立即。圖5描述了硬件原型我們提出的低成本智能超快速充電器鎳鎘電池。

32、 圖4.超快速充電器的結(jié)構(gòu) 圖5.硬件原型 圖6.超快速充電系統(tǒng)軟件流程圖5.實(shí)驗(yàn)結(jié)果5.1.權(quán)衡性能和復(fù)雜的遺傳算法訓(xùn)練GRNN模擬以與實(shí)驗(yàn)的硬件原型分別進(jìn)行確定的數(shù)量產(chǎn)生最佳的隱層神經(jīng)元權(quán)衡性能和復(fù)雜性。首先，在MS聯(lián)大訓(xùn)練GRNN的控制器的性能利用MATLAB/神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)工具盒18。在模擬，人口規(guī)模在每個(gè)審判是20。 561輸入輸出對(duì)使用GA2-6被選定為最佳訓(xùn)練的GRNN的數(shù)據(jù)。表表明GRNN的獲得的MSE在隱層神經(jīng)元的不同的數(shù)字。注意該GRNN的n次方，其中N = 2，.，6，指定GRNN的有n個(gè)神經(jīng)元。表中確認(rèn)，是六個(gè)神經(jīng)元最好的權(quán)衡之間的MSE性能和計(jì)算。表2 MSE從不同的GRNN結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了調(diào)查充電器的性能與不同數(shù)量的神經(jīng)元在隱藏層。被測電池是鎳鎘電池，1.2伏600毫安-H的額定19。圖7所示電池的電壓，電流和溫度與時(shí)間實(shí)現(xiàn)GA訓(xùn)練的GRNN的充電器。顯然，較高的神經(jīng)元數(shù)目意味著更高程度的自由充電器。此外，結(jié)果表明，電池的充電時(shí)間是1700，1600，1500，1100和1050小號(hào)數(shù)量的建議充電器神經(jīng)元是2-6分別。請(qǐng)注意，電池 充電器實(shí)際上并沒有停止，作為一個(gè)可以很容易地驗(yàn)證。表明，溫度不僅順利超過50，但負(fù)