Zastosowanie rachunku różniczkowego ułamkowego rzędu do modelowania dynamiki superkondensatorów

• Autorzy: Orzyłowski M. , Lewandowski M.

Warianty tytułu

EN

The Application of Fractional Calculus for Supercapacitor Dynamics Modeling

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Artykuł omawia modelowanie impedancji superkondsnsatorów przy zastosowaniu rachunku różniczkowo-całkowym ułamkowych rzędów oraz modelu relaksacji dielektrycznej Cole’a-Cole’a. Podstawą modelowania są zidentyfikowane charakterystyki częstotliwościowe. Modelowaniu ułamkowego rzędu przeciwstawia modelowanie z zastosowaniem transmitancji rzędu całkowitego. Prezentuje dokładność obu metod modelowania oraz trudności obliczeniowe podczas optymalizacji wartości parametrów modeli, a także aplikację tych modeli do celów sterowania.

EN

The paper describes the modeling of supercapacitor impedance with fractional order calculus and Cole-Cole relaxation model application. The basis of the modeling are frequency responses. The fractional order models are compared with integer order transfer functions. The accuracy of both methods of modeling and difficulties of the optimization of parameters values of the models are discussed. The applications of both types of transfer function in control circuits are presented.

Słowa kluczowe

PL

superkondensator; modelowanie; rząd ułamkowy

EN

supercapacitor; modeling; fractional order

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Przegląd Elektrotechniczny
• Rocznik: 2014
• Tom: R. 90, nr 8
• Strony: 13--17
• Opis fizyczny: Bibliogr. 14 poz., rys.

Twórcy

autor

Orzyłowski M.

• Społeczna Akademia Nauk w Łodzi, Instytut Technologii Informatycznych, ul. Sienkiewicza 9, 90-113 Łódź

autor

Lewandowski M.

• Politechnika Warszawska, Instytut Maszyn Elektrycznych, pl. Politechniki 1, 00-661 Warszawa

Bibliografia

• [1] Xiaowei Yang, Chi Cheng, Yufei Wang, Lin Qiu, Dan Li, Liquid- Mediated Dense Integration of Graphene Materials for Compact Capacitive Energy Storage, Science, 2 August, 2013, vol. 341, No 6145, pp. 534-537
• [2] Farma R., Deraman M., Awitdrus A., Talib I.A. Omar R, Manjunatha J.G., Ishak M.M., Basri N.H. Dola B.N.M., Physical and Electrochemical Properties of Supercapacitor Electrodes Derived from Carbon Nanotube and Biomass Carbon, International Journal of Electrochemical Science. Vol. 8, January 2013, pp. 257-273
• [3] Déjardin, J-L., Jadzyn J., Determination of the nonlinear dielectric increment in the Cole-Davidson model, The Journal of Chemical Physics 125, 114503, 2006
• [4] Orzyłowski M., Lewandowski M., Computer Modeling of Supercapacitor with Cole-Cole Relaxation Model, Journal of Applied Computer Science Methods, No. 2, Vol. 4, 2013
• [5] Monje, C.A., Chen, Y., Vinagre, B.M., Xue, D., Feliu-Batlle, V., Fractional-Order Systems and Controls: Fundamentals and Applications, Springer, 2010
• [6] Ostalczyk P., Zarys rachunku różniczkowo-całkowego ułamkowych rzędów, Teoria i zastosowania w automatyce, Wydawnictwo Politechniki Łódzkiej, 2008
• [7] Dzieliński A., Sierociuk D., Sarwas G., Time domain validation of ultracapacitor fractional order model, 49th IEEE Conference on Decision and Control, December 15-17, 2010, Hilton Atlanta Hotel, Atlanta, GA, USA
• [8] Dzieliński A., Sierociuk D., Sarwas G., Some Applications of Fractional Order Calculus, Automatics, Bulletin of the Polish Academy of Sciences, Technical Sciences, vol. 58, No. 4, 2010
• [9] Yang Quan Chen, Ivo Petras and Dingyu Xue, Fractional Order Control – A Tutorial, 2009 American Control Conference Hyatt Regency Riverfront, St. Louis, MO, USA, June 10-12, 2009
• [10] Dougal R.A, Gao L., Liu S., Ultracapacitor model with automatic order selection and capacity scaling for dynamic system simulation, Journal of Power Sources No. 126 (2004) pp. 250–257
• [11] Shi L., Crow M. L., Comparison of Ultracapacitor Electric Circuit, Power and Energy Society General Meeting - Conversion and Delivery of Electrical Energy in the 21st Century, IEEE Xplore, 2008
• [12] HS206 supercapacitor Datasheet, Rev 1.1, CAP-XX, 2008
• [13] Ultracapacitors Data Sheets and technical information for PC2500TM, Maxwell
• [14] Szeląg, A. Efektywność hamowania odzyskowego w zelektryfikowanym transporcie szynowym, Pojazdy Szynowe, Nr 4/2009, s. 9-16.