三阶RC无迹卡尔曼估计SOC算法问题

蛰伏

从满电状态恒流放电到截止点，以此数据为基础做算法仿真；给算法SOC计算注入20%误差的电流，算法SOC无法收敛到库伦SOC，该调整哪些参数做优化呢？

如下链接是我做的一些尝试：
https://www.kdocs.cn/l/ccgZJkgyZCtR

蛰伏

测试现象解析  1. 正常情况（无电流误差）：    · 模型基本准确，滤波器正常工作    · SOC估计与库伦SOC偏差很小 ✅ 2. 异常情况（20%电流误差）：    · 滤波器无法收敛 ❌    · 极化电压出现正值（这明显违反物理规律）❌ 3. 调小极化电压噪声后的"伪修复"：    · SOC开始收敛到库伦SOC ✅    · 极化电压回归负值（符合物理规律）✅    · 但在正常电流下性能变差 ❌

hyowinner

蛰伏 发表于 2025-10-22 07:15
测试现象解析  1. 正常情况（无电流误差）：    · 模型基本准确，滤波器正常工作    · SOC估计与库伦SOC ...

需要调整协方差矩阵，现在的20%误差下的SOC安时积分偏差真实值导致三阶RC的电压值也偏差真实值，如果你的卡尔曼滤波器过于参考过程状态模型，忽略真实测量值，大概率就出现了你现在遇到的情况。

蛰伏

hyowinner 发表于 2025-10-22 14:21
需要调整协方差矩阵，现在的20%误差下的SOC安时积分偏差真实值导致三阶RC的电压值也偏差真实值，如果你的 ...

是这样，目前过程噪声如图，极化电压噪声1e-6，SOC噪声1e-8
测量噪声是自适应噪声，根据端电压预测值和实际端电压的差自适应计算的，范围限定在1e-3到1e-0之间
应该就是太信任模型预测了，SOC后验估计和SOC先验估计基本一致，预测端电压和实际端电压基本一致。
但我增加Q，把Q扩大1000倍了，为啥有20%电流误差情况下，算法SOC还是不向库伦SOC收敛呢

hyowinner

蛰伏 发表于 2025-10-22 14:55
是这样，目前过程噪声如图，极化电压噪声1e-6，SOC噪声1e-8
测量噪声是自适应噪声，根据端电压预测值和实 ...

过程噪声方差是 1e-5，对应的标准差是 sqrt(1e-5) ≈ 0.00316 (约0.3%)，系统偏差20%，这个有点杯水车薪吧。

蛰伏

hyowinner 发表于 2025-10-22 16:04
过程噪声方差是 1e-5，对应的标准差是 sqrt(1e-5) ≈ 0.00316 (约0.3%)，系统偏差20%，这个有点杯水车薪 ...

但是想不通的是，无论如何调Q R，端电压预测值都和实际端电压差别不大，这样感觉状态更新环节一直不起作用

hyowinner

蛰伏 发表于 2025-10-22 18:04
但是想不通的是，无论如何调Q R，端电压预测值都和实际端电压差别不大，这样感觉状态更新环节一直不起作 ...

那可能得考虑下卡尔曼滤波算法设计的是否正确？
排除算法问题，就再看看OCV-SOC曲线斜率是否过小过于平坦？

蛰伏

hyowinner 发表于 2025-10-22 16:04
过程噪声方差是 1e-5，对应的标准差是 sqrt(1e-5) ≈ 0.00316 (约0.3%)，系统偏差20%，这个有点杯水车薪 ...

其实就是想验证一下算法鲁棒性，期望给算法注入20%电流误差，算法SOC可以最终收敛到库伦SOC，如下图效果；
但实际调试结果是这样，见如下链接：https://www.kdocs.cn/l/cjswr085MUbq

调试结果：1、依据D620项目1C放电实测数据，仿真效果OK  2、依据D620项目1C放电实测数据，给算法注入20%电流误差，仿真效果不达预期
期望算法SOC最终收敛到库伦SOC,但实际结果不符合预期：算法SOC沦为开环库伦积分器，状态更新环节几乎没有起作用。
可以看到卡尔曼增益的SOC部分K_SOC极小，端电压预测值和实际端电压也基本一致；算法SOC、极化电压的先验估计值和后验估计值一致（极化电压还出现了正值）。


实在不知道咋调了。。。。。。。。

hyowinner

蛰伏 发表于 2025-10-22 19:47
其实就是想验证一下算法鲁棒性，期望给算法注入20%电流误差，算法SOC可以最终收敛到库伦SOC，如下图效果 ...

从你给出的图上看，给正常电流放电过程SOC跟库伦SOC的差距也是逐渐增大(趋向于单调不收敛)的。