专利名称：充电系统之充电模糊控制方法
充电系统之充电模糊控制方法
技朮领域
本发明有关于一种充电系统之控制方法，特别是关于一种依据电池充电特 征与模糊理论，而定义充电规则之充电系统控制方法。
背景技朮
在以往的控制技术中，多半采用「是」与「否」(亦即1与0) 二值逻辑(即
二分法逻辑)之明确集合(crisp set)。其中，最普遍的明确集合就如同电子电 路学中的数字信号，不是开就是关。当此一状况运用于惜用之充电技术时，对 于充电信号的判断，往往也只能借助是与否大于或小于某一数值之二值逻辑判 断。此外，在二值逻辑的世界中，不是1就是0，根本无法涵盖中间模糊过度带 或灰色地带的人性化描述与控制空间，更难以对许多系统作更精确地描述与控 制。
因此，美国加州大学柏克莱分校L. A. Zadeh (扎德)教授于1965年在探 讨人类主观或思考过程中定量化处理的方法时，首先提出模糊集合，期望由此 能使信息对人类主观表现的概念作大略的定量化处理。
随后，为了对系统作更精确地描述与控制，并且实现扎德教授的想法，许 多模糊集合就随之孕育而生。同时，为了进一步描述各模糊集合的特性，各模 糊集合通常会以模糊集合归属函数曲线图之方式加以呈现。请参阅图1至图4， 其为四种模糊集合之归属函数曲线图。其中，图1为Z型标准归属函数之曲线 图，图2为A型标准归属函数之曲线图，图3为S型标准归属函数之曲线图，
图4为n型标准归属函数之曲线图。
如图1所示，一Z型标准归属函数F1之曲线图为以归属度为纵坐标、参数 数值为横坐标所建构而成之曲线图，其中该Z型标准归属函数Fl之曲线图具备 有一定值区间F11与一归属度线性递减区间F12。在该定值区间Fll中，该Z型 标准归属函数F1自横坐标为0处水平延伸至一参考点TO，且归属度皆为l。在 该归属度线性递减区间F12中，该Z型标准归属函数Fl自该参考点T0线性递 减至另一参考点T1，且归属度自l线性递减至0。
如图2所示，一A型标准归属函数F2之曲线图为以归属度为纵坐标、参数 数值为横坐标所建构而成之曲线图，其中该A型标准归属函数F2之曲线图具备 有一归属度线性递增区间F21与一归属度线性递减区间F22。在该归属度线性递 增区间F21中，该A型标准归属函数F2自该参考点T0线性递增至该参考点T1， 且归属度自0线性递增至1。在该归属度线性递减区间F22中，该A型标准归属 函数F2自该参考点T1线性递减至另一参考点T2，且归属度自l线性递减至0。 如图3所示，一S型标准归属函数F3之曲线图为以归属度为纵坐标、参数
数值为横坐标所建构而成之曲线图，其中该S型标准归属函数F3之曲线图具备 有一归属度线性递增区间F31与一定值区间F32。在该归属度线性递增区间F31 中，该S型标准归属函数F3自该参考点Tl线性递增至该参考点T2，且归属度 自0线性递增至1。在该定值区间F32中，该S型标准归属函数F3自该参考点 T2水平延伸至另一参考点T3，且归属度皆为l。
如图4所示，一n型标准归属函数F4之曲线图为以归属度为纵坐标、参数 数值为横坐标所建构而成之曲线图，其中该n型标准归属函数F4之曲线图具备 有一归属度线性递增区间F41、 一定值区间F42与一归属度线性递减区间F43。 在该归属度线性递增区间F41中，该n型标准归属函数F4自该参考点TO线性 递增至该参考点T1，且归属度自0线性递增至1。在该定值区间F42中，该n 型标准归属函数F4自该参考点Tl水平延伸至该参考点T2，且归属度皆为1。 在该归属度线性递减区间F43中，该n型标准归属函数F4自该参考点T2线性 递减至该参考点T3，且归属度自l线性递减至0。
发明内容
有鉴于在常规之充电技术中，根本无法在中间模糊过度带或灰色地带，结 合人性化的语言描述，对充电系统作更精确地控制。因此，鉴于常规充电技术 之缺失，本发明之主要目的是提供一种充电系统之充电模糊控制方法。在该充 电系统之充电模糊控制方法中，其将近代模糊控制之理论基础导入电器设备充 电设备之硬件架构中。同时，并利用特定输入参数、输出参数、模糊集合与归 属函数之定义、计算与应用，发展出更为精确有效而符合人性化描述之控制方 法，据以改善习用充电系统控制技术之缺失。
本发明为解决常规技术之问题所采用之技术手段是提供一种充电系统之充 电模糊控制方法，用以控制一充电系统对至少一待充电电池之充电状况，该充 电系统连接有一键盘控制器，且包含有一电池状态监测接口。该电池状态监测 接口用以监测自该待充电电池之输入该充电系统之至少一输入控制参数。同时， 将各输入控制参数分别转换成所对应之各输入参数监测值，然后通过该键盘控 制器进行模糊化逻辑运算以获得一模糊化输出控制参数，并透过解模糊化解析 而获得一输出控制参数明确值，进而实现该充电系统对该待充电电池之充电状 况控制。
该模糊控制方法依序包括有以下步骤首先，侦测该待充电电池是否接通 于该充电系统。其次，定义所欲控制之输入控制参数，并加载该输入控制参数 对应之监测值。再其次，定义所欲控制自该充电系统输出至该待充电电池之至 少一输出控制参数。又其次，利用已定义之输入控制参数与输出控制参数，建 立至少一充电参数模糊集合。然后，依据各充电参数模糊集合，建立至少一充
电参数模糊集合归属函数。再然后，依据各充电参数模糊集合归属函数，建构 一充电模糊控制规则数据库。接着，依据各充电系统模糊集合归属函数，计算 出该输入参数之监测值之代表模糊集合。紧接着，在该充电模糊控制规则数据 库中，撷取至少一充电模糊控制规则。再接着，依据该充电模糊控制规则，对 该输入参数监测值进行逻辑运算，以获得一模糊化输出控制参数。
至此，已完成该模糊化输出控制参数之计算，以下将利用一模糊解析程序 继续对该对该模糊化输出控制参数作近一步之解模糊化解析，以产生至少一输 出控制参数明确值。最后，利用该输出控制参数明确值以控制该充电系统对该 待充电电池之充电状况。
相较于现有之充电技术，本发明最能难能可贵之处，在于能充分而适当地 将模糊控制方法，运用于一电器设备充电系统对电池之充电作业，使常规之充 电技术得以跳脱二值逻辑明确集合之限制，使该电器设备充电系统对电池之充 电状况之控制，得以变得更为精确而有效。
图1为Z型标准归属函数之曲线图； 图2为A型标准归属函数之曲线图； 图3为S型标准归属函数之曲线图4为n型标准归属函数之曲线图5为本发明实施例结合于一笔记本计算机之系统方块图； 图6为图5中之充电数据存储器内部所储存数据之示意图； 图7为本发明实施例所采用之充电参数模糊集合归属函数； 图8与图9为本发明所提供之充电模糊控制方法运用于本发明实施例之流程图。
具体实施例方式
请参阅图5，其为本发明实施例结合于一笔记本计算机之系统方块图。如图 所示， 一可携式计算机装置或笔记本计算机1通过一充电系统2而对一待充电 电池3进行充电作业。该笔记本计算机l主要包括有一中央处理单元ll、 一第 一总线桥接器12 (即俗称之北桥)与一第二总线桥接器13 (即俗称之南桥)。 一基本输出入系统121与一系统内存122连结于该第一总线桥接器12，且一显 示装置123亦经由一显示接口 124而连结于该第一总线桥接器12。
该第二总线桥接器13通过一总线14而连结有一 USB接口 131 (即万用序列 总线接口)、 一鼠标接口132、 一网络接口133。同时，该第二总线桥接器13通 过一外围部件接口总线(即PCI总线)而连结一数据储存装置134。 一键盘控制 器15亦通过该总线14而连结该第二总线桥接器13，该键盘控制器15连结有一
键盘基本输出入系统16。
在本发明实施例中，该键盘基本输出入系统16内部安装有一模糊解析程序 161。该键盘控制器15尚且连接一充电系统2，该充电系统2包含有一充电单元 21、 一电池状态监测接口 22与一充电数据存储器23。其中，该充电单元21连 结有该键盘控制器15与该电池状态监测接口 22，该电池状态监测接口 22连结 于该充电数据存储器23，该充电数据存储器23则连结于该键盘控制器15。
在该充电系统2对一待充电电池3进行充电作业时，将该待充电电池3接 通于该充电系统2之充电单元21与电池状态监测接口 22。
请参阅图6，其为图1中之充电数据存储器内部所储存数据之示意图。如图 6所示，该充电数据存储器23内部建置有一输入参数数据库231， 一输出参数 数据库232、 一充电模糊参数集合数据库233、 一充电模糊参数集合归属函数数 据库234、 一充电模糊控制规则数据库235与一输入参数监测值暂存区236。
请参阅图7，其为本发明实施例所采用之充电参数模糊集合归属函数。如图 7所示， 一充电参数模糊集合归属函数FI，其由一最小化模糊集合所含属之该Z 型标准归属函数Fl、 一中央模糊集合所含属之该A型标准归属函数F2与一最大 化模糊集合所含属之该S型标准归属函数F3所组成之一组合归属函数。
在以归属度为纵坐标、各参数数值为横坐标所显示之各归属函数曲线图中， 依照该Z型标准归属函数Fl、该A型标准归属函数F2与该S型标准归属函数 F3之顺序由左至右排列，在该充电参数模糊集合归属函数FI中，各参数数值点 对应于该Z型标准归属函数Fl、该A型标准归属函数F2与该S型标准归属函数 F3之归属度加总之合皆为1。
其中各参数数值点对应于该Z型标准归属函数Fl、该A型标准归属函数F2 与该S型标准归属函数F3中之归属度最大者为参数数值点之一代表归属函数，
该代表归属函数所依属之模糊集合则为该参数数值点之该代表模糊集合。
如图7中之一取样点P，其对应于该Z型标准归属函数F1、该A型标准归 属函数F2与该S型标准归属函数F3之各归属度分别为PF1、 PF2与PF3。其中， PF1、 PF2与PF3之加总之合为1，且PF1为其中归属度最大者，PF2次之，PF3 之归属度为0，故该取样点P所属之代表模糊集合为该Z型标准归属函数Fl所
依属之最小化模糊集合。
请参阅图8与图9，并请参阅图5至图7。图8与图9为本发明所提供之充 电模糊控制方法运用于本发明实施例之流程图。如图8、 9所示，本方法之运作 步骤详述如后。当该笔记本计算机l开机后，该电池状态监测接口 22会侦测该 待充电电池3是否接通于该充电系统2 (步骤110)。
其次，必须在该输入参数数据库231中定义所欲控制之输入控制参数，并 且加载自该电池状态监测接口 22所监测之该输入控制参数对应之监测值(步骤 120)。再其次，必须在该输出参数数据库232中定义所欲控制自该充电系统2
输出至该待充电电池3之至少一输出控制参数(步骤130)。又其次，利用己定 义之输入控制参数与输出控制参数，在该充电模糊参数集合数据库233中选取 或建立至少一充电参数模糊集合(步骤140)。然后，依据各充电参数模糊集合， 在该充电模糊参数集合归属函数数据库234中选取或建立至少一充电参数模糊 集合归属函数(步骤150)。再然后，依据各充电参数模糊集合归属函数，在该 充电模糊控制规则数据库235中建构一充电模糊控制规则数据库(步骤160)。 接着，依据各充电系统模糊集合归属函数，计算出该输入参数之监测值之代表 模糊集合(步骤170)。紧接着，在该充电模糊控制规则数据库235中，撷取至 少一充电模糊控制规则(步骤180);再接着，依据该充电模糊控制规则，对该 输入参数监测值进行逻辑运算，以获得一模糊化输出控制参数(步骤190)。
至此，已完成该模糊化输出控制参数之计算，以下将利用该模糊解析程序 161继续对该模糊化输出控制参数作近一步之解模糊化解析，以产生至少一输出 控制参数明确值(步骤210)。最后，将该输出控制参数明确值输送至该充电系 统2之充电单元21，用以控制该充电系统对该待充电电池之充电状况(步骤 220)。
凡熟悉相关技艺之人士皆能理解该模糊解析程序161可利用积分重心法、 最大中心法与最大平均法等方式解析出该输出控制参数明确值，其中，又以积 分重心法最为最具代表性之解析方法。
权利要求
1.一种充电系统之充电模糊控制方法，其用以控制一充电系统对至少一待充电电池之充电状况，该充电系统连接于一计算机装置之一键盘控制器，且经由一电池状态监测接口监测自该待充电电池输入该充电系统之至少一输入控制参数，并将各输入控制参数分别转换成所对应之各输入参数监测值，然后通过该键盘控制器进行逻辑运算以获得一输出控制参数明确值，进而实现该充电系统对该待充电电池之充电状况控制，其特征在于所述模糊控制方法包括有下述步骤(a)侦测该待充电电池是否接通于该充电系统；(b)定义所欲控制之输入控制参数，并加载该输入控制参数对应之监测值；(c)定义所欲控制自该充电系统输出至该待充电电池之至少一输出控制参数；(d)利用已定义之输入控制参数与输出控制参数，建立至少一充电参数模糊集合；(e)依据各充电参数模糊集合，建立至少一充电参数模糊集合归属函数；(f)依据各充电参数模糊集合归属函数，建构一充电模糊控制规则数据库；(g)依据各充电系统模糊集合归属函数，计算出该输入参数之监测值之代表模糊集合；(h)在该充电模糊控制规则数据库中，撷取至少一充电模糊控制规则；(i)依据该充电模糊控制规则，对该输入参数监测值进行逻辑运算，以获得一模糊化输出控制参数；(j)利用一模糊解析程序对该模糊化输出控制参数进行解模糊化解析，以产生至少一输出控制参数明确值；(k)利用该输出控制参数明确值以控制该充电系统对该待充电电池之充电状况。
2. 根据权利要求1所述之充电系统之充电模糊控制方法，其特征在于所 述充电参数模糊集合归属函数由一最小化模糊集合所含属之Z型标准归属函数、 一中央模糊集合所含属之A型标准归属函数与一最大化模糊集合所含属之S型标准归属函数所组成之一组合归属函数，在以归属度为纵坐标、各参数数值为 横坐标所显示之各归属函数曲线图中，依照该Z型标准归属函数、该A型标准 归属函数与该S型标准归属函数之顺序由左至右排列，在该充电参数模糊集合 归属函数中，各参数数值点对应于该Z型标准归属函数、该A型标准归属函数 与该S型标准归属函数之归属度加总之合皆为1，其中各参数数值点对应于该Z 型标准归属函数、该A型标准归属函数与该S型标准归属函数中之归属度最大 者为参数数值点之一代表归属函数，该代表归属函数所依属之模糊集合则为该 参数数值点之该代表模糊集合。
3. 根据权利要求2所述之充电系统之充电模糊控制方法，其特征在于所述输入控制参数为该待充电电池电压与表面温度；所述输出控制参数为该充电 系统对该待充电电池输出之电流。
4. 根据权利要求3所述之充电系统之充电模糊控制方法，其特征在于所述充电模糊控制规则是当该待充电电池电压之监测值之代表模糊集合为最小化 模糊集合，且该待充电电池表面温度之监测值之代表模糊集合为该最小化模糊 集合时，该充电系统对该待充电电池输出之电流之代表模糊集合为必须位于该 最大化模糊集合。
5. 根据权利要求3所述之充电系统之充电模糊控制方法，其特征在于所述充电模糊控制规则是当该待充电电池电压之监测值之代表模糊集合为该中央 模糊集合，且该待充电电池表面温度之监测值之代表模糊集合为该最小化模糊 集合时，该充电系统对该待充电电池输出之电流之代表模糊集合为必须位于该 中央模糊集合。
6. 根据权利要求3所述之充电系统之充电模糊控制方法，其特征在于所述充电模糊控制规则是当该待充电电池电压之监测值之代表模糊集合为该最大 化模糊集合，且该待充电电池表面温度之监测值之代表模糊集合为该最小化模 糊集合时，该充电系统对该待充电电池输出之电流之代表模糊集合为必须位于 该最小化模糊集合。
7. 根据权利要求3所述之充电系统之充电模糊控制方法，其特征在于所述充电模糊控制规则是当该待充电电池电压之监测值之代表模糊集合为该最小 化模糊集合、该中央模糊集合与该最大化模糊集合当中之一者，且该待充电电 池表面温度之监测值之代表模糊集合为该最大化模糊集合时，该充电系统对该 待充电电池输出之电流为零。
8. 根据权利要求3所述之充电系统之充电模糊控制方法，其特征在于所述充电模糊控制规则是当该待充电电池电压之监测值之代表模糊集合为该最小 化模糊集合、该中央模糊集合与该最大化模糊集合当中之一者，且该待充电电 池表面温度之监测值之代表模糊集合为该中央模糊集合时，该充电系统对该待 充电电池输出之电流之代表模糊集合为必须位于该最小化模糊集合。
9. 根据权利要求3所述之充电系统之充电模糊控制方法，其特征在于所述模糊解析程序是利用积分重心法之方式解析出该输出控制参数明确值。
全文摘要
本发明公开了一种充电系统之充电模糊控制方法，用以控制一充电系统对至少一待充电电池之充电状况，该充电系统连接有一键盘控制器，且包含有一电池状态监测接口。该电池状态监测接口用以监测自该待充电电池之输入该充电系统之至少一输入控制参数。同时，将各输入控制参数分别转换成所对应之各输入参数监测值，然后通过该键盘控制器进行模糊化逻辑运算以获得一模糊化输出控制参数，并通过解模糊化解析而获得一输出控制参数明确值，进而实现该充电系统对该待充电电池之充电状况控制。本发明提供的充电系统之充电模糊控制方法，可使充电系统对电池的充电状况的控制变得更为精确而有效。
文档编号H02J7/04GK101098086SQ200610036159
公开日2008年1月2日 申请日期2006年6月30日 优先权日2006年6月30日
发明者吕春亿 申请人:佛山市顺德区顺达电脑厂有限公司;神基科技股份有限公司