1.本發(fā)明涉及燃料電池領(lǐng)域,尤其涉及一種基于燃料電池空氣路壓強(qiáng)和流量的解耦控制方法。
背景技術(shù):
2.空氣路系統(tǒng)的流量-壓強(qiáng)聯(lián)合控制策略要求控制空氣壓強(qiáng)和質(zhì)量流量均跟隨軌跡,以確保正常運(yùn)行。在流量-壓強(qiáng)聯(lián)合控制過程中,空壓機(jī)是燃料電池系統(tǒng)中關(guān)鍵部位,空壓機(jī)用于向燃料電池陰極提供壓縮空氣。當(dāng)前燃料電池系統(tǒng)廣泛采用的壓縮機(jī)為離心式壓縮機(jī),在車載應(yīng)用時(shí)由于負(fù)載變化,必須相應(yīng)地調(diào)節(jié)供應(yīng)氣體的質(zhì)量流量,但是此時(shí)由于空壓機(jī)的流量-壓強(qiáng)耦合性導(dǎo)致壓強(qiáng)控制困難,在嚴(yán)重的情況下,壓強(qiáng)波動(dòng)可能會(huì)破壞質(zhì)子交換膜,縮短燃料電池堆的使用壽命,同時(shí)導(dǎo)致電壓輸出品質(zhì)變差。壓強(qiáng)和流量的聯(lián)合控制對(duì)燃料電池系統(tǒng)運(yùn)行至關(guān)重要,為解決空壓機(jī)引起的流量-壓強(qiáng)耦合問題,在燃料電池空氣系統(tǒng)結(jié)構(gòu)上在背壓管路增加可變排量的背壓系統(tǒng),通過協(xié)調(diào)空壓機(jī)轉(zhuǎn)速與背壓閥開度可以實(shí)現(xiàn)壓強(qiáng)控制過程中的流量壓強(qiáng)解耦控制。
3.現(xiàn)有空氣路解耦技術(shù)控制采用簡單的反饋控制器在流量環(huán)控制的基礎(chǔ)上加上了壓強(qiáng)環(huán),但是流量和壓強(qiáng)收斂速度較慢;此外,采用前饋解耦算法對(duì)流量-壓力可進(jìn)行解耦控制,但對(duì)于非線性系統(tǒng)不適用;部分專利或文獻(xiàn)采用pi控制和滑??刂品謩e進(jìn)行流量和壓強(qiáng)控制,但對(duì)控制效果改善很小。
4.傳統(tǒng)的pi控制的研究基本都是對(duì)于穩(wěn)態(tài)效果的研究和分析,但未對(duì)動(dòng)態(tài)響應(yīng)效果進(jìn)行具體分析,解耦具體效果也未體現(xiàn)出來,而且pi控制器主要對(duì)低頻有較大的放大作用,高頻信號(hào)增益會(huì)降低。同時(shí)關(guān)于系統(tǒng)對(duì)傳感器采集信號(hào)的處理并未體現(xiàn)出來。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
5.本發(fā)明目的在于提供了一種實(shí)用性更強(qiáng),工程化可以實(shí)現(xiàn),對(duì)比于智能算法和模糊算法等工程化實(shí)現(xiàn)難的問題,有相應(yīng)的優(yōu)勢(shì)的基于燃料電池空氣路壓強(qiáng)和流量的解耦控制方法。
6.為了實(shí)現(xiàn)上述目的,本發(fā)明提供了一種基于燃料電池空氣路壓強(qiáng)和流量的解耦控制方法,包括以下步驟:
7.步驟一、搭建被控對(duì)象模型;
8.步驟二、給定壓強(qiáng)和反饋壓強(qiáng)的差值,經(jīng)過改進(jìn)的pr算法,輸出為背壓閥開度;給定流量和反饋流量的差值,經(jīng)過改進(jìn)的pr算法,輸出為空壓機(jī)轉(zhuǎn)速,改進(jìn)的pr算法的模型為:
[0009][0010]kp
表示控制器的比例增益,ωc表示截止頻率,ω0表示諧振角頻率,kr表示控制器的積分增益。
[0011]
對(duì)本發(fā)明提供的一種基于燃料電池空氣路壓強(qiáng)和流量的解耦控制方法,所述步驟一中的被控對(duì)象模型包括空氣路管路壓力模
聲明:
“基于燃料電池空氣路壓強(qiáng)和流量的解耦控制方法與流程” 該技術(shù)專利(論文)所有權(quán)利歸屬于技術(shù)(論文)所有人。僅供學(xué)習(xí)研究,如用于商業(yè)用途,請(qǐng)聯(lián)系該技術(shù)所有人。
我是此專利(論文)的發(fā)明人(作者)