一种基于液压仿真模型的燃料电池空气回路流量压力解耦方法、系统、电子设备和存储介质技术方案

本发明专利技术公开了一种基于液压仿真模型的燃料电池空气回路流量压力解耦方法、系统、电子设备和存储介质，本发明专利技术在空气压缩机的转速区间对转速进行间隔取值，在背压阀的开度区间内间隔对工况点进行取值，对流量和压比情况进行数据筛选，将转速、开度对应流量、压比数据形成数表文件，生成参考模型；基于参考模型，反馈出实际流量和实际压力，循环调节转速和背压阀开度，直到满足流量及压力的精度要求。本发明专利技术通过降低标定数据需求数量，可以快速完成对燃料电池系统空气回路的流量压力控制解耦，缩短调试时间，能够通过提供适当数据搭建前期的参考模型，实现燃料电池空气回路流量压力的解耦，实际试验中流量及压力，精度即可达到95％以上。上。上。

【技术实现步骤摘要】
一种基于液压仿真模型的燃料电池空气回路流量压力解耦方法、系统、电子设备和存储介质


[0001]本专利技术涉及一种燃料电池空气回路流量压力解耦方法、系统、电子设备和存储介质，尤其涉及一种基于液压仿真模型的燃料电池空气回路流量压力解耦方法、系统、电子设备和存储介质。

技术介绍

[0002]离心式空压机在工作时，转速的提升会导致流量与压比同时提升，且空压机整体耐压性较差，空气回路中背压的变化对流量影响严重，这就使得传统的P.I.D调节方式难以满足燃料电池系统频繁的调压变流需求。目前常用的解耦方式有模型参考自适应解耦和神经网络解耦两种方法。神经网络解耦精度高，但难以实现在整车控制器上的移植及应用；模型参考自适应解耦精度适中，运算简单，但须适当数据做前期参考模型搭建。综上所述，现有技术已经不能满足人们的要求，亟需进行改进。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于提供一种基于液压仿真模型的燃料电池空气回路流量压力解耦方法、系统、电子设备和存储介质，通过降低标定数据需求数量，可以快速完成对燃料电池系统空气回路的流量压力控制解耦，缩短调试时间，解决现有技术存在的缺憾。
[0004]本专利技术提供了下述方案：
[0005]一种基于液压仿真模型的燃料电池空气回路流量压力解耦方法，具体包括：
[0006]明确工况调整梯度，定义空气压缩机的转速区间，对转速进行间隔取值；
[0007]将背压阀开度分为0
‑
1的区间，在开度区间内间隔对工况点进行取值；
[0008]批量运行转速区间取值和背压阀开度取值，得到不同转速和背压开度下的空压机提供的流量和压比情况，并进行数据筛选；
[0009]将获得的所有转速、开度对应流量、压比数据形成数表文件，生成参考模型；
[0010]基于参考模型，确定离该操作条件最近的参考工况点，空气系统执行该参考转速与参考开度，反馈出实际流量和实际压力；
[0011]循环调节转速和背压阀开度，直到满足流量及压力的精度要求。
[0012]进一步的，所述定义空气压缩机的转速区间，对转速进行间隔取值，具体为：每间隔固定数值取一个转速点，转速区间为1～5万转/分。
[0013]进一步的，所述每隔固定数值取一个转速点，具体为：每间隔500转进行一次取值；所述在开度区间内间隔对工况点进行取值，具体为每隔0.05开度进行一次取值。
[0014]进一步的，所述循环调节转速和背压开度，具体为：
[0015]调节转速，消除初始参考条件所引起的一次流量调节误差；
[0016]调节背压阀开度，消除由于转速调节及初始参考条件所带来的一次压力调节误差；
[0017]进行转速二次调节，消除背压调节引起的二次流量调节误差；
[0018]重复上述过程，直到满足精度要求。
[0019]进一步的，所述液压仿真模型为AMESim平台。
[0020]一种基于液压仿真模型的燃料电池空气回路流量压力解耦系统，具体包括：
[0021]转速区间取值模块，用于明确工况调整梯度，定义空气压缩机的转速区间，对转速进行间隔取值；
[0022]背压阀开度取值模块，用于将背压阀开度分为0
‑
1的区间，在开度区间内间隔对工况点进行取值；
[0023]流量压比数据筛选模块，用于批量运行转速区间取值和背压阀开度取值，得到不同转速和背压阀开度下的空压机提供的流量和压比情况，并进行数据筛选；
[0024]参考模型生成及运行模块，用于将获得的所有转速、开度对应流量、压比数据形成数表文件，生成参考模型；基于参考模型，确定离该操作条件最近的参考工况点，空气系统执行该参考转速与参考开度，反馈出实际流量和实际压力；
[0025]转速及背压调整模块，用于循环调节转速和背压阀开度，直到满足流量及压力的精度要求。
[0026]进一步的，所述转速区间取值模块用于对转速进行间隔取值，具体为：每间隔固定数值取一个转速点，转速区间为1～5万转/分。
[0027]进一步的，所述每隔固定数值取一个转速点，具体为：每间隔500转进行一次取值。
[0028]一种电子设备，包括：处理器、通信接口、存储器和通信总线，其中，处理器，通信接口，存储器通过通信总线完成相互间的通信；所述存储器中存储有计算机程序，当所述计算机程序被所述处理器执行时，使得所述处理器执行所述方法的步骤。
[0029]一种计算机可读存储介质，其存储有可由电子设备执行的计算机程序，当所述计算机程序在所述电子设备上运行时，使得所述电子设备执行所述方法的步骤。
[0030]本专利技术与现有技术相比具有以下的优点：
[0031]本专利技术通过降低标定数据需求数量，可以快速完成对燃料电池系统空气回路的流量压力控制解耦，缩短调试时间。
[0032]与现有技术的常用的神经网络解耦方法相比，虽然神经网络解耦精度高，但难以实现在整车控制器上的移植及应用，本专利技术采用的模型参考自适应解耦精度适中，运算简单，能够通过提供适当数据搭建前期的参考模型，实现燃料电池空气回路流量压力的解耦。
[0033]本文将以模型参考自适应解耦作为主要说明对象。模型参考自适应解耦控制的原理为，当指令信号输入到控制器的同时也输入到参考模型中，并以参考模型的输出值作为样板，与可调系统的过程量作比较，得到广义误差，然后根据此误差确定控制器的调节值，使广义误差和调节误差渐进或收敛为零。
[0034]本专利技术通过循环调节转速和背压阀开度，消除由于转速调节及初始参考条件所带来的一次压力调节误差，以及消除背压调节引起的二次流量调节误差，实际试验中进行二次转速调节和一次背压调节后的流量及压力，精度即可达到95％以上。
附图说明
[0035]为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体
实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0036]图1是本专利技术燃料电池空气回路流量压力解耦方法的流程图。
[0037]图2是本专利技术燃料电池空气回路流量压力解耦系统的架构图。
[0038]图3是参考模型的原理示意图。
[0039]图4是参考模型自适应解耦控制的流程图。
[0040]图5是AMESim数据采集模型的整体架构图。
[0041]图6是Python脚本的运行逻辑原理图。
[0042]图7是解耦控制逻辑原理图。
[0043]图8是解耦模型对空气回路流量进行解耦控制的数据效果图。
[0044]图9是解耦模型对空气回路压比进行解耦控制的数据效果图。
[0045]图10是电子设备的系统构架图。
具体实施方式
[0046]下面将结合附图对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于液压仿真模型的燃料电池空气回路流量压力解耦方法，其特征在于，具体包括：明确工况调整梯度，定义空气压缩机的转速区间，对转速进行间隔取值；将背压阀开度分为0
‑
1的区间，在开度区间内间隔对工况点进行取值；批量运行转速区间取值和背压阀开度取值，得到不同转速和背压开度下的空压机提供的流量和压比情况，并进行数据筛选；将获得的所有转速、开度对应流量、压比数据形成数表文件，生成参考模型；基于参考模型，确定离该操作条件最近的参考工况点，空气系统执行该参考转速与参考开度，反馈出实际流量和实际压力；循环调节转速和背压阀开度，直到满足流量及压力的精度要求。2.根据权利要求1所述的基于液压仿真模型的燃料电池空气回路流量压力解耦方法，其特征在于，所述定义空气压缩机的转速区间，对转速进行间隔取值，具体为：每间隔固定数值取一个转速点，转速区间为1～5万转/分。3.根据权利要求2所述的基于液压仿真模型的燃料电池空气回路流量压力解耦方法，其特征在于，所述每隔固定数值取一个转速点，具体为：每间隔500转进行一次取值；所述在开度区间内间隔对工况点进行取值，具体为每隔0.05开度进行一次取值。4.根据权利要求1所述的基于液压仿真模型的燃料电池空气回路流量压力解耦方法，其特征在于，所述循环调节转速和背压开度，具体为：调节转速，消除初始参考条件所引起的一次流量调节误差；调节背压阀开度，消除由于转速调节及初始参考条件所带来的一次压力调节误差；进行转速二次调节，消除背压调节引起的二次流量调节误差；重复上述过程，直到满足精度要求。5.根据权利要求1所述的基于液压仿真模型的燃料电池空气回路流量压力解耦方法，其特征在于，所述液压仿真模型为AMESim平台。6.一种基于液压仿真模型...

【专利技术属性】
技术研发人员：都京，韩令海，王宇鹏，魏凯，王恺，赵洪辉，丁天威，黄兴，
申请(专利权)人：中国第一汽车股份有限公司，
类型：发明
国别省市：