Przy doborze algorytmów sterowania układem ogniw paliwowych w pojazdach z wodorowymi ogniwami paliwowymi istotne jest uwzględnienie wymagań kontrolnych i poziomu wdrożenia. Dobry algorytm sterowania pozwala na precyzyjne sterowanie układem ogniw paliwowych, eliminując błędy stanu ustalonego i osiągając wysoką precyzję sterowania. Naukowcy zbadali różne algorytmy sterowania dla systemów ogniw paliwowych, w tym sterowanie proporcjonalnie-całkujące, sterowanie ze sprzężeniem zwrotnym stanu, segmentowe sterowanie z predykcyjnym ujemnym sprzężeniem zwrotnym, sterowanie ze sprzężeniem zwrotnym z nieliniowym sprzężeniem zwrotnym i liniowym regulatorem kwadratowym oraz uogólnione sterowanie predykcyjne. Jednakże te algorytmy sterowania nie są dobrze dostosowane do pojazdów napędzanych wodorowymi ogniwami paliwowymi ze względu na nieliniowość i niepewność parametrów układu ogniw paliwowych. Algorytmy te mają ograniczenia, zwłaszcza w obliczu dynamicznych zmian obciążenia i zmian parametrów systemu, co skutkuje niedopuszczalną wydajnością w pętli zamkniętej.
Obecnie najbardziej odpowiednim algorytmem sterowania układami ogniw paliwowych jest sterowanie rozmyte. Opierając się na kontroli rozmytej, badacze zaproponowali bardziej rozsądny algorytm sterowania, zwany rozmytą kontrolą przyrostową w domenie zmiennej. Algorytm ten zachowuje zalety sterowania rozmytego, takie jak niezależność od precyzyjnych modeli kontrolowanego obiektu, prostotę konstrukcji, dobrą adaptowalność i odporność. Dodatkowo rozwiązuje problemy związane ze słabą dokładnością w stanie ustalonym i błędami statycznymi, które mogą pojawić się w przypadku sterowania rozmytego. Wykorzystując współczynniki skalowania do rozszerzania lub zawężania domeny rozmytej, algorytm pośrednio zwiększa liczbę reguł sterowania, osiągając zero błędów stanu ustalonego i wysoką precyzję sterowania. Co więcej, rozmyty, przyrostowy system sterowania w domenie zmiennej charakteryzuje się szybką reakcją dynamiczną w dużym zakresie błędów, umożliwiając systemowi uniknięcie martwych stref regulacji w małych zakresach odchyleń i dalszą poprawę wydajności dynamicznej i statycznej systemu, a także odporności.
01
Nieliniowość i niepewność parametrów układu ogniw paliwowych
Chociaż pojazdy z wodorowymi ogniwami paliwowymi mają zalety, takie jak niski poziom hałasu, wysoka wydajność, dobra wydajność energetyczna i duży zasięg jazdy przy wykorzystaniu gazowego wodoru jako źródła energii, w ogniwie paliwowym zachodzi jednocześnie wiele procesów transportu wewnętrznego, w tym przenoszenie ciepła, przenoszenie ładunku, produkt emisji i dostarczania gazów reakcyjnych. W efekcie czynniki takie jak temperatura, wilgotność, przepływ powietrza i prąd rozkładają się nierównomiernie w polu przepływu reagenta. Wprowadza to nieliniowość i niepewność do układu ogniw paliwowych, a jeśli czynniki te nie są odpowiednio kontrolowane, mogą mieć niekorzystny wpływ na wydajność i stan zdrowotny ogniwa paliwowego.
02
Zalety rozmytego, przyrostowego sterowania w domenie zmiennej
Rozmyte sterowanie przyrostowe w domenie zmiennej jest optymalizacją opartą na sterowaniu rozmytym. Nie tylko zachowuje zalety sterowania rozmytego, takie jak niezależność od precyzyjnych modeli kontrolowanego obiektu, prostotę konstrukcji, dobre możliwości adaptacji i dużą wytrzymałość, ale także rozwiązuje potencjalne problemy związane ze słabą dokładnością w stanie ustalonym i błędami statycznymi w sterowaniu rozmytym. Używając współczynników skalowania do rozszerzania lub zawężania domeny rozmytej, można pośrednio zwiększyć reguły sterowania, umożliwiając zerowe błędy stanu ustalonego i wysoką precyzję sterowania. Dodatkowo, dynamiczna szybkość reakcji rozmytego, przyrostowego systemu sterowania w domenie zmiennej jest duża w szerokim zakresie błędów, co pozwala systemowi uniknąć martwych stref regulacji w małych zakresach odchyleń i dodatkowo poprawia wydajność dynamiczną i statyczną systemu, a także jego solidność.
Chengdu Yiwei New Energy Automobile Co., Ltd to zaawansowane technologicznie przedsiębiorstwo skupiające się na rozwoju podwozi elektrycznych, sterowaniu pojazdami, silniku elektrycznym, sterowniku silnika, akumulatorze i inteligentnej technologii informacyjnej sieci pojazdów elektrycznych.
Skontaktuj się z nami:
yanjing@1vtruck.com+(86)13921093681
duanqianyun@1vtruck.com+(86)13060058315
liyan@1vtruck.com+(86)18200390258
Czas publikacji: 11 października 2023 r
