管道内检测器电源智能管理系统研究与设计

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1、万方数据分类号UDC密级学位论文管道内检测器电源智能管理系统研究与设计作者姓名：指导教师：申请学位级别：学科专业名称：论文提交日期：学位授予日期：评阅人：赵阳刘金海副教授东北大学信息科学与工程学院硕士学科类别：专业学位电气工程2014年6月论文答辩日期：2014年6月2014年7月答努诿员会盎痛：王占山汪刚、张小辉东北大学2014年6月万方数据AThesisinElectricalEngineering一‘⋯‘。‘-IntelligentpOWermanagementsystemresearch1●n●●l一·an

2、ncIeSlgn0Iin—DlDetletectorByYangZhaoSupervisor：ProfessorJinhaiLiuNortheasternUniversityJune2014万方数据独创性声明本人声明，所呈交的学位论文是在导师的指导下完成的。论文中取得的研究成果除加以标注和致谢的地方外，不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包括本人为获得其他学位而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示谢意。学位论文作者签名：Et期：幽，牛．占，≥；学位论文版权使

3、用授权书本学位论文作者和指导教师完全了解东北大学有关保留、使用学位论文的规定：即学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人同意东北大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索、交流。作者和导师同意网上交流的时间为作者获得学位后：半年口一年口一年半口两年电／学位论文作者签名：签字日期：易件、舌．>乡导师虢击eo、陆导师签名：匆hfY)坳签字日期：3-0I少．石．219万方数据东北大学硕士学位论文摘要管道内检测器电源智能管理系统研究与设计摘要伴随社会经济建设的迅猛发

4、展，能源开发与利用的重要性日益提高。其中石油成为社会建设不可或缺的重要能源，其传输方式多为管道传输。在我国石油管道运输全面展开，网络覆盖全国各个地区。现有石油管道中多采用漏磁检测技术作为主要技术进行无损探伤检测，检测工作主要应用管道内检测器来完成。首先，提出了内检测器中用电设备的用电需求分析，分析出了检测传感器、各功能模块控制芯片、数据存储硬盘等用电设备所需要的电源提供的准确稳定的电压与电流值。其次，提出了内检测器电源管理系统功能模块的划分。电池荷电状态SOC估计(StateofCharge)模块负责由检测采样得到

5、的电池电压电流值与温度值来配合SOC估计算法计算得到SOC值并修正。电源充放电模块负责管理由外接220V、50Hz市电充电与自发电系统对电池充电电路。电源监控模块负责监控电源管理系统中每个电流电压转换单元。当出现异常时，发出故障封锁信号，封锁转换单元，同时切断用电回路，保护设备。电源监控模块同时负责电压电流数据的采样。电源能耗模块负责计算检测器处于不同模式时功耗与能耗的计算，然后基于不同模式下进行能耗的预测，估算出内检测器可继续运行时长。模块间的通信通过CAN总线完成。再次，提出了内检测器电源管理系统采用的SOC估

6、计方法。充分考虑了电池充电倍率、温度、自放电率、电池老化与循环、参数值测量误差等因素对SOC估计的影响，并结合内检测器工作特点设计出SOC值的估计方法，其中包括SOC的计算与修正两部分。最后，提出了内检测器工作模式的划分和模式智能转换控制策略。内检测器工作状态模式分为：正常工作模式、电量不足模式、充电模式、待机模式四种模式。当处于不同工作模式时，内检测器调用各功能模块的方式不同。针对每种模式的特点，本文具体设计了调用四种功能模块的方法。预想内检测器可能遇到的各种模式切换情况，提出由SOC值为判断依据的模式智能转换的

7、具体控制策略。本论文充分考虑了内检测器长期在管道中运行的实际工作特点。设计出了完整的内检测器电源管理系统控制方案，有效保证了内检测器检测工作的安全、高效、稳定进行。关键词：内检测器；电源管理系统；SOC估计；模式智能切换策略．II．万方数据东北大学硕士学位论文AbstractIntelligentpowermanagementsystemresearchandJ●一●●odesignofln-plpedetectorAbstractWiththerapiddevelopmentofsocialeconomicdev

8、elopment,theimportanceofenergydevelopmentandutilizationisincreasing．Oilhasbecomeanimportantintegralpartofthesocialconstructionofenergy,andmostlytransportedbytunnel．Oilpipelinetrans