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一种燃料电池氢气供给系统的自抗扰控制方法技术方案

技术编号:40426938 阅读:23 留言:0更新日期:2024-02-20 22:47
本发明专利技术提出一种燃料电池氢气供给系统的自抗扰控制方法,先根据氢气供给系统中流量控制阀、进气歧管、阳极流道、回流歧管、氢气循环泵等部件的动态特性与结构参数,建立燃料电池氢气供给系统动态模型及二阶近似模型;在二阶近似模型的基础上,将系统不确定性和干扰视为一个综合扰动项,并将其作为扩张状态扩展到原系统,设计出扩张状态观测器估计阳极流道压强及氢气过量系数;然后设计线性误差反馈控制律,并通过观测器对不确定性及干扰进行补偿,实现氢气供给系统压强与流量的协同控制;最后结合循环泵负载转矩观测器估计进气歧管氢气流量,对比实际需求氢气流量,判断进气歧管泄漏状态;本发明专利技术能实现燃料电池阳极压强与氢气过量系数的同时控制。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及燃料电池,尤其是一种燃料电池氢气供给系统的自抗扰控制方法


技术介绍

1、氢气以其具有来源广泛、高热值等优点与其他传统燃料相比具有较大优势。氢气的储量丰富,是一种环境友好的新能源,在燃料电池汽车中得到了充分的运用。有观点认为氢燃料电池是未来车辆动力的最终能源。

2、质子交换膜燃料电池,是燃料电池中最具代表性的。氢气回路、空气回路、电堆、冷却回路、控制系统是燃料电池发动机的重要组成部分,它们协同工作保证发动机的正常运行。燃料电池通过氢气回路与空气回路中的氢气与氧气的反应直接产生电能,具有工作安静、对环境造成的影响小、可靠性性高、低温起动性能好、比功率、比能量高等优点,且没有传统内燃机的局限即会受到卡诺循环的限制。

3、目前使用最普遍的氢气回路包含储氢罐、流量控制阀、进气歧管、回流歧管、排气阀、氢气循环泵、阳极流道。氢气回路中的氢气从高压储氢罐输出到达阳极流道,并利用氢气循环泵将未完全反应的氢气再循环,提高氢气的利用率。该过程还需保持电堆内氢气的合适湿度,防止过干或过湿,进而保证质子交换膜的湿度在合理范围内,常在循环泵前设本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种燃料电池氢气供给系统的自抗扰控制方法,其特征在于:所述方法首先根据燃料电池氢气供给系统中流量控制阀、进气歧管、阳极流道、回流歧管、氢气循环泵部件的动态特性与结构参数,建立燃料电池氢气供给系统动态模型及二阶近似模型;在二阶近似模型的基础上,将系统不确定性和干扰视为一个综合扰动项,并将其作为扩张状态扩展到原系统,设计出扩张状态观测器估计阳极流道压强及氢气过量系数;然后设计线性误差反馈控制律,并通过观测器对不确定性及干扰进行补偿,实现氢气供给系统压强与流量的协同控制;最后结合循环泵负载转矩观测器估计进气歧管氢气流量,对比实际需求氢气流量,判断进气歧管泄漏状态。>

2.根据权利...

【技术特征摘要】

1.一种燃料电池氢气供给系统的自抗扰控制方法,其特征在于:所述方法首先根据燃料电池氢气供给系统中流量控制阀、进气歧管、阳极流道、回流歧管、氢气循环泵部件的动态特性与结构参数,建立燃料电池氢气供给系统动态模型及二阶近似模型;在二阶近似模型的基础上,将系统不确定性和干扰视为一个综合扰动项,并将其作为扩张状态扩展到原系统,设计出扩张状态观测器估计阳极流道压强及氢气过量系数;然后设计线性误差反馈控制律,并通过观测器对不确定性及干扰进行补偿,实现氢气供给系统压强与流量的协同控制;最后结合循环泵负载转矩观测器估计进气歧管氢气流量,对比实际需求氢气流量,判断进气歧管泄漏状态。

2.根据权利要求1所述的一种燃料电池氢气供给系统的自抗扰控制方法,其特征在于:所述自抗扰控制方法包括以下步骤;

3.根据权利要求2所述的一种燃料电池氢气供给系统的自抗扰控制方法,其特征在于:步骤s1中,所述的燃料电池氢气供给系统包括供给子系统和循环子系统,其中供给子系统包括高压氢气罐、减压阀和流量控制阀,循环子系统包括进...

【专利技术属性】
技术研发人员:王亚雄钟顺彬欧凯李晓怡
申请(专利权)人:福州大学
类型:发明
国别省市:

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