Die Wahl der Regelungsalgorithmen für das Brennstoffzellensystem ist von entscheidender Bedeutung fürWasserstoff-BrennstoffzellenfahrzeugeDa sie direkt den Grad der erreichten Regelung bei der Erfüllung der Fahrzeuganforderungen bestimmt, ermöglicht ein guter Regelalgorithmus die präzise Steuerung des Brennstoffzellensystems in Wasserstofffahrzeugen mit dem Ziel, stationäre Fehler zu eliminieren und eine hochpräzise Regelung zu gewährleisten. Frühere Forscher haben verschiedene Regelalgorithmen für das Brennstoffzellensystem untersucht, darunter Proportional-Integral-Regelung, Zustandsrückführungsregelung, segmentierte prädiktive negative Rückführungsregelung, nichtlineare Vorsteuerung mit linear-quadratischer Regler-Rückführung und generalisierte prädiktive Regelung. Diese Regelalgorithmen sind jedoch aufgrund der Nichtlinearität und der Parameterunsicherheiten ihrer Brennstoffzellensysteme, die Einschränkungen mit sich bringen, nicht optimal für Wasserstofffahrzeuge geeignet. Insbesondere weisen konventionelle Regelalgorithmen bei dynamischen Laständerungen und Systemparameterabweichungen eine unzureichende Regelgüte auf. Aktuell gilt die Fuzzy-Regelung als besser geeignet für Brennstoffzellensysteme. Darauf aufbauend haben Forscher einen vielversprechenderen Regelalgorithmus vorgeschlagen, die sogenannte Fuzzy-Inkrementalregelung mit variablem Definitionsbereich.
01 Nichtlinearität des Brennstoffzellensystems und Unsicherheit der Systemparameter
ObwohlBrennstoffzellenfahrzeugeDie Nutzung von Wasserstoff als Energiequelle bietet zahlreiche Vorteile wie geringe Geräuschentwicklung, hohe Effizienz, exzellente Leistung und große Reichweite. Innerhalb der Brennstoffzelle finden simultan interne Transportprozesse statt, darunter Wärme- und Ladungstransport, Produktemissionen und die Zufuhr von Reaktionsgasen. Die ungleichmäßige Verteilung interner Faktoren wie Temperatur, Luftfeuchtigkeit, Luftstrom und Strom entlang des Reaktionsgasstroms führt zu Nichtlinearitäten und Unsicherheiten im Brennstoffzellensystem. Eine unzureichende Kontrolle dieser Faktoren kann die Leistung und den Zustand der Brennstoffzelle beeinträchtigen.
02 Vorteile der Fuzzy-Inkrementalregelung mit variablem Universum
Die Fuzzy-Inkrementalregelung mit variablem Bereich ist eine auf Fuzzy-Regelung basierende Optimierung. Sie behält die Vorteile der Fuzzy-Regelung bei, wie die Unabhängigkeit von einem genauen Modell des Regelobjekts, die einfache Struktur, die gute Anpassungsfähigkeit und die hohe Robustheit. Zusätzlich behebt sie die Probleme der geringen stationären Genauigkeit und des statischen Fehlers, die bei der Fuzzy-Regelung auftreten können. Durch die Verwendung von Skalierungsfaktoren zur Verkleinerung oder Erweiterung des Fuzzy-Bereichs erhöht sie indirekt die Anzahl der Regelungsregeln und erzielt so eine fehlerfreie und hochpräzise Regelung. Darüber hinaus ist die dynamische Reaktionsgeschwindigkeit des Fuzzy-Regelungssystems mit variablem Bereich innerhalb eines großen Fehlerbereichs hoch. Dadurch kann das System Totzonen bei kleinen Abweichungen vermeiden, was die dynamische und statische Leistungsfähigkeit sowie die Robustheit des Systems weiter verbessert.
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01 Nichtlinearität des Brennstoffzellensystems und Unsicherheit der Systemparameter
Veröffentlichungsdatum: 05.01.2024
