При выборе алгоритмов управления системой топливных элементов в автомобилях на водородных топливных элементах крайне важно учитывать требования к управлению и уровень реализации. Хороший алгоритм управления обеспечивает точное управление системой топливных элементов, устраняя ошибки установившегося режима и достигая высокой точности управления. Исследователи изучили различные алгоритмы управления для систем топливных элементов, включая пропорционально-интегральное управление, управление с обратной связью по состоянию, сегментированное прогнозирующее управление с отрицательной обратной связью, нелинейное прямое управление и управление с обратной связью линейно-квадратичного регулятора, а также обобщенное прогнозирующее управление. Однако эти алгоритмы управления плохо подходят для автомобилей на водородных топливных элементах из-за нелинейности и неопределенности параметров системы топливных элементов. Эти алгоритмы имеют ограничения, особенно при столкновении с динамическими изменениями нагрузки и колебаниями параметров системы, что приводит к неприемлемым характеристикам замкнутого контура.
В настоящее время наиболее подходящим алгоритмом управления для систем топливных элементов является нечеткое управление. Основываясь на нечетком управлении, исследователи предложили более разумный алгоритм управления, называемый нечетким инкрементальным управлением с переменной областью определения. Этот алгоритм сохраняет преимущества нечеткого управления, такие как независимость от точных моделей объекта управления, простота структуры, хорошая адаптивность и надежность. Кроме того, он решает проблемы низкой точности в установившемся режиме и статических ошибок, которые могут возникнуть при нечетком управлении. Используя масштабирующие коэффициенты для расширения или сужения нечеткой области определения, алгоритм косвенно увеличивает количество правил управления, достигая нулевых ошибок в установившемся режиме и высокой точности управления. Кроме того, система нечеткого инкрементального управления с переменной областью определения демонстрирует быстрый динамический отклик в широком диапазоне ошибок, что позволяет системе избегать мертвых зон регулировки в пределах небольших диапазонов отклонений и дополнительно улучшать динамические и статические характеристики системы, а также ее надежность.
01
Нелинейность и неопределенность параметров системы топливных элементов
Хотя автомобили на водородных топливных элементах обладают такими преимуществами, как низкий уровень шума, высокая эффективность, хорошие энергетические характеристики и большой запас хода при использовании водорода в качестве источника энергии, внутри топливного элемента одновременно происходит множество внутренних транспортных процессов, включая теплопередачу, перенос заряда, выброс продуктов реакции и подачу реакционных газов. В результате такие факторы, как температура, влажность, воздушный поток и ток, распределяются неравномерно вдоль поля потока реагентов. Это вносит нелинейность и неопределенность в систему топливных элементов, и если эти факторы не контролируются должным образом, они могут оказывать негативное влияние на производительность и состояние топливного элемента.
02
Преимущества нечеткого инкрементного управления с переменной областью
Нечеткое инкрементальное управление с переменной областью – это оптимизация, основанная на нечетком управлении. Она не только сохраняет преимущества нечеткого управления, такие как независимость от точных моделей объекта управления, простота структуры, хорошая адаптивность и высокая устойчивость, но и решает потенциальные проблемы низкой точности в установившемся режиме и статических ошибок в нечетком управлении. Используя масштабирующие коэффициенты для расширения или сужения нечеткой области, можно косвенно улучшить правила управления, обеспечивая нулевые ошибки в установившемся режиме и высокоточное управление. Кроме того, динамическое время отклика системы нечеткого инкрементального управления с переменной областью является высоким в широком диапазоне ошибок, что позволяет системе избегать зон нечувствительности к регулировке в пределах небольших диапазонов отклонений и дополнительно улучшая динамические и статические характеристики системы, а также ее устойчивость.
Chengdu Yiwei New Energy Automobile Co., Ltd — высокотехнологичное предприятие, специализирующееся на разработке электрических шасси, систем управления транспортными средствами, электродвигателей, контроллеров двигателей, аккумуляторных батарей и интеллектуальных сетевых информационных технологий для электромобилей.
Связаться с нами:
yanjing@1vtruck.com+(86)13921093681
duanqianyun@1vtruck.com+(86)13060058315
liyan@1vtruck.com+(86)18200390258
Время публикации: 11 октября 2023 г.
