Przy wyborze algorytmów sterowania układem ogniw paliwowych w pojazdach z ogniwami paliwowymi wodorowymi kluczowe jest uwzględnienie wymagań dotyczących sterowania i poziomu wdrożenia. Dobry algorytm sterowania umożliwia precyzyjne sterowanie układem ogniw paliwowych, eliminując błędy stanu ustalonego i zapewniając wysoką precyzję sterowania. Naukowcy zbadali różne algorytmy sterowania dla układów ogniw paliwowych, w tym sterowanie proporcjonalno-całkujące, sterowanie ze sprzężeniem zwrotnym stanu, segmentowe sterowanie predykcyjne z ujemnym sprzężeniem zwrotnym, nieliniowe sterowanie ze sprzężeniem wyprzedzającym i liniowym sterowaniem kwadratowym regulatorem sprzężenia zwrotnego oraz uogólnione sterowanie predykcyjne. Jednak te algorytmy sterowania nie nadają się dobrze do pojazdów z ogniwami paliwowymi wodorowymi ze względu na nieliniowość i niepewność parametrów układu ogniw paliwowych. Algorytmy te mają ograniczenia, zwłaszcza w obliczu dynamicznych zmian obciążenia i wahań parametrów systemu, co skutkuje niedopuszczalną wydajnością pętli zamkniętej.
Obecnie najodpowiedniejszym algorytmem sterowania dla systemów ogniw paliwowych jest sterowanie rozmyte. Opierając się na sterowaniu rozmytym, badacze zaproponowali bardziej rozsądny algorytm sterowania zwany rozmytym sterowaniem przyrostowym o zmiennej domenie. Algorytm ten zachowuje zalety sterowania rozmytego, takie jak niezależność od precyzyjnych modeli obiektu sterowanego, prostota struktury, dobra adaptowalność i odporność. Ponadto rozwiązuje on problemy niskiej dokładności w stanie ustalonym i błędów statycznych, które mogą wystąpić w sterowaniu rozmytym. Poprzez zastosowanie współczynników skalowania w celu rozszerzenia lub zwężenia dziedziny rozmytej, algorytm pośrednio zwiększa liczbę reguł sterowania, osiągając zerowe błędy w stanie ustalonym i sterowanie o wysokiej precyzji. Ponadto, system sterowania rozmytego sterowaniem przyrostowym o zmiennej domenie charakteryzuje się szybką odpowiedzią dynamiczną w szerokim zakresie błędów, co pozwala systemowi uniknąć martwych stref regulacji w małych zakresach odchyleń i dodatkowo poprawia dynamiczne i statyczne parametry systemu, a także jego odporność.
01
Nieliniowość i niepewność parametrów układu ogniw paliwowych
Chociaż pojazdy zasilane wodorowymi ogniwami paliwowymi mają takie zalety, jak niski poziom hałasu, wysoka sprawność, dobre parametry mocy i duży zasięg z wykorzystaniem wodoru jako źródła energii, w ogniwie paliwowym zachodzi jednocześnie wiele procesów transportu wewnętrznego, w tym wymiana ciepła, przenoszenie ładunku, emisja produktów i dostarczanie gazów reakcyjnych. W rezultacie czynniki takie jak temperatura, wilgotność, przepływ powietrza i natężenie prądu rozkładają się nierównomiernie w polu przepływu reagentów. Wprowadza to nieliniowość i niepewność do układu ogniwa paliwowego, a jeśli czynniki te nie są odpowiednio kontrolowane, mogą mieć niekorzystny wpływ na wydajność i stan ogniwa paliwowego.
02
Zalety rozmytego sterowania przyrostowego o zmiennej domenie
Rozmyte sterowanie przyrostowe o zmiennej domenie to optymalizacja oparta na sterowaniu rozmytym. Nie tylko zachowuje ono zalety sterowania rozmytego, takie jak niezależność od precyzyjnych modeli obiektu sterowanego, prostota struktury, dobra adaptowalność i wysoka odporność, ale także rozwiązuje potencjalne problemy niskiej dokładności w stanie ustalonym i błędów statycznych w sterowaniu rozmytym. Poprzez zastosowanie współczynników skalowania w celu rozszerzenia lub zwężenia dziedziny rozmytej, reguły sterowania mogą zostać pośrednio wzmocnione, co umożliwia zerowe błędy w stanie ustalonym i sterowanie o wysokiej precyzji. Ponadto, dynamiczna szybkość odpowiedzi układu rozmytego sterowania przyrostowego o zmiennej domenie jest duża w szerokim zakresie błędów, co pozwala systemowi uniknąć martwych stref regulacji w małych zakresach odchyleń i dodatkowo zwiększa jego wydajność dynamiczną i statyczną, a także odporność.
Chengdu Yiwei New Energy Automobile Co., Ltd to zaawansowane technologicznie przedsiębiorstwo zajmujące się rozwojem podwozi elektrycznych, sterowania pojazdami, silników elektrycznych, sterowników silników, akumulatorów oraz 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.
