由于鋰電池極片受電性漿料顆粒材料的化學(xué)成分、原始密度、涂布質(zhì)量、半固態(tài)程度、軋制溫度、軋制力、輥縫等因素影響,再加上鋰電池極片厚度控制系統(tǒng)中具有非線性、不確定、時變性等特點,采用傳統(tǒng)的厚度控制方法不能滿足用戶對鋰電池極片厚度精度的要求。因此,研究一種厚度控制較好的算法非常有必要。針對鋰電池極片厚度不能達到用戶想要的精度問題,本文提出了一種基于遺傳算法優(yōu)化BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的極片厚度控制研究,兩種算法結(jié)合能夠發(fā)揮各自的優(yōu)點,提高鋰電池極片厚度的預(yù)測能力。本文主要工作如下:首先,從鋰電池極片的生產(chǎn)工藝流程和系統(tǒng)特點方面,對鋰電池極片厚度控制系統(tǒng)進行了研究。簡要分析了鋰電池極片厚度的控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型。結(jié)合引起鋰電池極片厚度的波動的原因,分析鋰電池極片實測厚度的影響因素。其次,針對鋰電池極片厚度實測厚度的精度不高問題,提出了一種基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的極片厚度控制的預(yù)測模型。根據(jù)BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法的基本原理和學(xué)習(xí)步驟,將BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)引入到極片厚度控制系統(tǒng)中,根據(jù)主要因素確定了BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和參數(shù),最后利用MATLAB軟件對相關(guān)數(shù)據(jù)模型進行仿真研究并分析了鋰電池極片預(yù)測厚度的有效性。再次,針對BP神經(jīng)網(wǎng)... 

【文章來源】：河北工業(yè)大學(xué)天津市 211工程院校

【文章頁數(shù)】：85 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

全球鋰離子電池市場規(guī)模及需求走勢圖

河北工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文11第二章鋰電池極片厚度控制系統(tǒng)的基本原理鋰電池極片生產(chǎn)中，極片厚度是檢驗產(chǎn)品合格的重要評價標(biāo)準(zhǔn)，因此，鋰電池極片厚度控制系統(tǒng)在軋制過程中非常重要。由于鋰電池極片厚度受極片自身的化學(xué)成分，以及系統(tǒng)中張力、軋制力、輥縫間隙等因素的影響，是一個很復(fù)雜的非線性的控制系統(tǒng)。為了對其進行深入研究，本章在第一章介紹的有關(guān)厚度控制系統(tǒng)研究現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，詳細(xì)介紹鋰電池極片厚度控制系統(tǒng)的基本原理，并分析了影響鋰電池極片厚度的主要因素，為下一章BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法奠定基矗2.1鋰電池極片軋制過程簡述2.1.1鋰電池極片生產(chǎn)流程本文所討論的鋰電池極片軋機設(shè)備為課題組與河北某公司聯(lián)合研制的高精度電池極片軋機，結(jié)構(gòu)上對現(xiàn)有電池極片軋機進行優(yōu)化，主要包括消隙滾動軸承裝置、短應(yīng)力牌坊、交錯輥裝置、手柄滾輪移動裝置、渦輪蝸桿間隙調(diào)整裝置，提高了電池極片軋機的整體剛度、消除軸承間隙、控制板型質(zhì)量、方便軋機整體移動以及能夠精確在線調(diào)整間隙等功能；智能控制上，通過詳細(xì)分析軋制工藝流程，提出高精度電池極片軋機智能控制模型，將控制系統(tǒng)實現(xiàn)智能化、模塊化管理。圖2.1為鋰電池極片軋機設(shè)備的部分三維圖；圖2.2為鋰電池極片軋機設(shè)備的現(xiàn)場調(diào)試圖。圖2.1鋰電池極片軋機設(shè)備的三維圖

基于GA-BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的鋰電池極片厚度控制系統(tǒng)研究12圖2.2鋰電池極片軋機設(shè)備的現(xiàn)場調(diào)試圖鋰電池極片的生產(chǎn)過程如圖2.3所示，包括正常過程初始化、預(yù)生產(chǎn)、連續(xù)生產(chǎn)、成品四個階段，每個階段都能通過人機交互系統(tǒng)進行實時監(jiān)控并及時做出調(diào)整。而在軋制極片之前需要做好調(diào)機生產(chǎn)初始化，即向控制系統(tǒng)提供一些參數(shù)，這些參數(shù)用戶不能隨意更改，完成調(diào)試之后將不用在進行這項工作。一般系統(tǒng)參數(shù)包括電機參數(shù)，比如間隙調(diào)整伺服電機的加速度比率、啟動頻率、目標(biāo)頻率、減速帶比率等；液壓設(shè)置參數(shù)，比如兩側(cè)的使用壓力；電機轉(zhuǎn)速參數(shù)，比如收卷電機、軋輥電機等。調(diào)機生產(chǎn)初始化正常生產(chǎn)初始化預(yù)生產(chǎn)預(yù)生產(chǎn)極片是否合格連續(xù)生產(chǎn)成品驗收YN圖2.3鋰電池極片的生產(chǎn)過程（1）正常生產(chǎn)初始化階段。包括三個主要階段：放卷機構(gòu)（放卷機構(gòu)復(fù)位和設(shè)置）、軋制機構(gòu)（軋制機構(gòu)復(fù)位和設(shè)置）、收卷機構(gòu)（收卷機構(gòu)復(fù)位和設(shè)置）。收、放卷機構(gòu)的工藝初始化為將手動氣漲軸、糾偏、磁粉制動器和前夾緊氣缸復(fù)位，然后手動穿帶，放卷機構(gòu)人工上料，使放卷氣漲軸上壓緊固極片，按照穿帶示意圖完成之后

【參考文獻】：
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本文編號：3257338