本发明涉及负载控制技术领域，尤其涉及超级电容大电流放电的控制系统及控制方法。
背景技术：
超级电容是目前工业领域内较为新型的一种储能放电容器。其优点为：
⒈充电速度快：充电10s即可达到其额定容量的95％以上；
⒉循环使用寿命长：深度充放电循环使用次数可达1～50万次，没有“记忆效应”，也不存在过度放电的问题；
⒊大电流放电能力强，能量转换效率高，过程损失小，大电流能量循环效率≥90％它具有循环寿命长、充放电速率快、环保、功率密度高、大电流放电能力强、安全性高等优点。
超级电容在工业中往往用于大电流短时充放电，普通超级电容充电电流10s内即能达到额定容量的95％，与此同时，低阻抗带来高功率输出达到1000-2000w/kg，其特有的放电输出特性使得其是现有科技材料中唯一能够提供大电流的放电储能装置，但与此同时，其能量密度低、自放电率过高、放电过程不可控等缺点限制了其广泛的工业应用。
铅酸电池、锂电池等材料是较为传统的储能电池，其能量密度较高，传统锂电池能量密度能达到20～100wh/kg，适当的体积重量就能带来较大的能量输出。然而受限于现有科技材料的限制，其功率密度较低、短时大功率输出效果较差，使得其大电流充放电效果不够理想。
现有科技手段往往使用蓄电池与超级电容并联使用作为电源的能量源，其充放电策略如图3所示。
图中将超级电容模组与蓄电池从内部结构上将其并联为用电设备提供电能输出，用以解决超级电容在放电过程中存在电压随着放电而逐渐下降的问题，将超级电容模组并联蓄电池模组作为后备电源使用，其esr小，功率特性好，功率密度远大于电池，作为主电源的功率补偿，保证短时间、大电流的电能输出，使得整个模组的过充或者过放都不会对电性能产生影响。使用超级电容作为放电超级电容和电池的结合体能够集两者的优点于一身，从内部结构上将超级电容和蓄电池中不同的电极组成，实现两种储能方式的性能互补，具有低成本、高能量密度、高能量存储、循环使用寿命长、环境适应能力强等优点。但是现有技术中超级电容的放电快慢根据外部设备负载进行放电，负载功率大，工作电流大放电就快，
其控制过程主要按照如下公式：
t＝[c×(uwork-umin)]
i充×t充＝c×duwork
c×duwork-i×c×(r线 resr)＝i×t
其中，i为负载电流，uwork为超级电容正常工作电压，umin为截止工作电压，r线为外部线路总的内阻，根据线路材料的属性、粗细等决定，resr为等效串联电阻；t为持续放电时间为；c为电容器额定容量；i充为充电电流；t充为充电时间。
现有技术使用超级电容对外放电，其放电过程难以进行控制，容易出现由于外部短路，而使电流放电过大，进而对内部电路造成冲击甚至是起火爆炸等危险事故的发生。
技术实现要素：
本发明所要解决的技术问题是提供可以使得难以控制的大电流放电输出得到有效控制且安全性极大提高的超级电容大电流放电的控制系统及控制方法。
本发明是通过以下技术方案予以实现：
超级电容大电流放电的控制系统，其包括:蓄电池模组、超级电容模组、用电设备及备用投切反馈源，所述蓄电池模组为超级电容模组提供电能，超级电容模组储存电能并为用电设备提供大电流放电，蓄电池模组与超级电容模组连接的电路上安装有输入电流传感器，蓄电池模组与用电设备连接的电路上安装有反馈电流传感器，备用投切反馈源包括cpu及可变电阻，所述输入电流传感器及反馈电流传感器分别与cpu的输入端连接，可变电阻与cpu的控制端连接，cpu接收输入电流传感器及反馈电流传感器发送的输入电流信号及反馈电流信号，并进行比较，当反馈电流与输入电流之间的比值超出设定范围时，cpu控制可变电阻改变内阻值，使超级电容放电过程构成系统闭环，超级电容大电流放电进行不断地反馈与系数校正。
超级电容大电流放电的控制方法，其包括如下流程：
——输入电流传感器将超级电容的输入电流传输给备用投切反馈源的cpu，反馈电流传感器将超级电容的反馈电流传输给备用投切反馈源的cpu；
——备用投切反馈源的cpu接收输入电流及反馈电流，并进行比较，当反馈电流与输入电流之间的比值超出设定范围时，cpu控制可变电阻改变内阻值，对超级电容大电流放电进行不断地反馈与系数校正。
进一步，cpu控制可变电阻改变内阻值，对超级电容大电流放电进行不断地反馈与系数校正的方法如下：
蓄电池对超级电容供电输出电能至用电设备形成前相通道，输出电能反馈到备用投切源控制形成反馈通道，可以得出：
e(s)＝r(s)-b(s)
e(s)：偏差控制信号
r(s)：蓄电池放电输出
b(s)：采样反馈信号
即通过控制回路蓄电池组对超级电容的补充充电由备用投切源输入及蓄电池输入控制，蓄电池组放电过程中，通过对其采样反馈信号与偏差控制信号进行拉普拉斯变换作比可以得出投切控制系统的开环传递函数为
将输出信号与偏差信号进行拉普拉斯变换作比得出投切控制系统的前相通道传递函数为
本发明的有益效果
通过引入投切反馈控制，使得超级电容放电过程构成系统闭环，超级电容大电流放电进行不断地反馈与系数校正。
引入投切反馈后系统形成负反馈闭环控制，负反馈能够抑制被包围部分内部参量变化(包括超级电容放电过程中的非线性因素)和外部作用于输入端的干扰，有效避免高频噪声影响。
通过投切控制策略，解决了超级电容输出控制的难点—大电流放电输出控制，解决了应急电源启动装备瞬间控制不可靠、易对装备产生较大冲击的问题。
将该种应急启动电源输出控制策略应用于电源中，可以使得难以控制的大电流放电输出得到有效控制，安全性极大提高。应急电源的输出可控，保证了应急电源输出电能质量，提高产品的安全性能，为装备持续有效可靠供电。
附图说明
图1为本发明控制系统框图；
图2为本发明控制流程示意图；
图3为现有技术充放电策略示意图；
具体实施方式
超级电容大电流放电的控制系统，其包括:蓄电池模组、超级电容模组、用电设备及备用投切反馈源，所述蓄电池模组为超级电容模组提供电能，超级电容模组储存电能并为用电设备提供大电流放电，蓄电池模组与超级电容模组连接的电路上安装有输入电流传感器，蓄电池模组与用电设备连接的电路上安装有反馈电流传感器，备用投切反馈源包括cpu及可变电阻，所述输入电流传感器及反馈电流传感器分别与cpu的输入端连接，可变电阻与cpu的控制端连接，cpu接收输入电流传感器及反馈电流传感器发送的输入电流信号及反馈电流信号，并进行比较，当反馈电流与输入电流之间的比值超出设定范围时，cpu控制可变电阻改变内阻值，使超级电容放电过程构成系统闭环，超级电容大电流放电进行不断地反馈与系数校正。
超级电容大电流放电的控制方法，其包括如下流程：
——输入电流传感器将超级电容的输入电流传输给备用投切反馈源的cpu，反馈电流传感器将超级电容的反馈电流传输给备用投切反馈源的cpu；
——备用投切反馈源的cpu接收输入电流及反馈电流，并进行比较，当反馈电流与输入电流之间的比值超出设定范围时，cpu控制可变电阻改变内阻值，对超级电容大电流放电进行不断地反馈与系数校正。
进一步，cpu控制可变电阻改变内阻值，对超级电容大电流放电进行不断地反馈与系数校正的方法如下：
蓄电池对超级电容供电输出电能至用电设备形成前相通道，输出电能反馈到备用投切源控制形成反馈通道，可以得出：
e(s)＝r(s)-b(s)
e(s)：偏差控制信号
r(s)：蓄电池放电输出
b(s)：采样反馈信号
即通过控制回路蓄电池组对超级电容的补充充电由备用投切源输入及蓄电池输入控制，蓄电池组放电过程中，通过对其采样反馈信号与偏差控制信号进行拉普拉斯变换作比可以得出投切控制系统的开环传递函数为
将输出信号与偏差信号进行拉普拉斯变换作比得出投切控制系统的前相通道传递函数为
通过采样电阻对线路输出电能(包括电压及电流)的跟踪监测控制，对数据进行线性化处理，按照c(s)＝[r(s)-h(s)c(s)]g(s)进行控制，并通过可控硅整流，控制线路阻抗值变化对输出电流进行控制，大电流输出利用固态继电器输出，可以使超级电容组完成瞬时的大功率放电，高功率的瞬时输出，输出时的峰值电流可达到上千安培，启动发动机等设备。瞬时大功率放电技术大电流放电能力超强，能量转换效率高，过程损失小，大电流能量循环效率≥90％，放电线路简单，安全系数高，长期使用免维护，超低温特性好。
同时添加电阻阻碍其快速放电采用自投切式模块设计进行限流，自投切换超级电容，达到增大内阻与超级电容组容量的目的，具体控制流程如图2所示。
综上所述，本申请所保护的一种超级电容大电流放电的控制系统，可以使得难以控制的大电流放电输出得到有效控制且安全性极大提高。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
1.超级电容大电流放电的控制系统，其特征在于，包括:蓄电池模组、超级电容模组、用电设备及备用投切反馈源，所述蓄电池模组为超级电容模组提供电能，超级电容模组储存电能并为用电设备提供大电流放电，蓄电池模组与超级电容模组连接的电路上安装有输入电流传感器，蓄电池模组与用电设备连接的电路上安装有反馈电流传感器，备用投切反馈源包括cpu及可变电阻，所述输入电流传感器及反馈电流传感器分别与cpu的输入端连接，可变电阻与cpu的控制端连接，cpu接收输入电流传感器及反馈电流传感器发送的输入电流信号及反馈电流信号，并进行比较，当反馈电流与输入电流之间的比值超出设定范围时，cpu控制可变电阻改变内阻值，使超级电容放电过程构成系统闭环，超级电容大电流放电进行不断地反馈与系数校正。
2.超级电容大电流放电的控制方法，其特征在于，包括如下流程：
——输入电流传感器将超级电容的输入电流传输给备用投切反馈源的cpu，反馈电流传感器将超级电容的反馈电流传输给备用投切反馈源的cpu；
——备用投切反馈源的cpu接收输入电流及反馈电流，并进行比较，当反馈电流与输入电流之间的比值超出设定范围时，cpu控制可变电阻改变内阻值，对超级电容大电流放电进行不断地反馈与系数校正。
3.根据权利要求2所述的超级电容大电流放电的控制方法，其特征在于，cpu控制可变电阻改变内阻值，对超级电容大电流放电进行不断地反馈与系数校正的方法如下：
蓄电池对超级电容供电输出电能至用电设备形成前相通道，输出电能反馈到备用投切源控制形成反馈通道，可以得出：
e(s)＝r(s)-b(s)
e(s)：偏差控制信号
r(s)：蓄电池放电输出
b(s)：采样反馈信号
即通过控制回路蓄电池组对超级电容的补充充电由备用投切源输入及蓄电池输入控制，蓄电池组放电过程中，通过对其采样反馈信号与偏差控制信号进行拉普拉斯变换作比可以得出投切控制系统的开环传递函数为
将输出信号与偏差信号进行拉普拉斯变换作比得出投切控制系统的前相通道传递函数为
