Selección del algoritmo de control del sistema de pila de combustible para vehículos de pila de combustible de hidrógeno.

Para la selección de algoritmos de control del sistema de pila de combustible en vehículos de pila de combustible de hidrógeno, es crucial considerar los requisitos de control y el nivel de implementación. Un buen algoritmo de control permite un control preciso del sistema de pila de combustible, eliminando errores de estado estable y logrando un control de alta precisión. Los investigadores han explorado varios algoritmos de control para sistemas de pilas de combustible, incluido el control proporcional-integral, el control de retroalimentación de estado, el control de retroalimentación negativa predictiva segmentada, el control de retroalimentación del regulador cuadrático lineal y la alimentación anticipada no lineal, y el control predictivo generalizado. Sin embargo, estos algoritmos de control no son muy adecuados para vehículos con pila de combustible de hidrógeno debido a la no linealidad y la incertidumbre de los parámetros del sistema de pila de combustible. Estos algoritmos tienen limitaciones, especialmente cuando se enfrentan a cambios dinámicos de carga y variaciones en los parámetros del sistema, lo que resulta en un rendimiento de bucle cerrado inaceptable.

Actualmente, el algoritmo de control más adecuado para sistemas de pilas de combustible es el control difuso. Basándose en el control difuso, los investigadores han propuesto un algoritmo de control más razonable llamado control incremental difuso de dominio variable. Este algoritmo conserva las ventajas del control difuso, como la independencia de modelos precisos del objeto controlado, simplicidad de estructura, buena adaptabilidad y robustez. Además, aborda los problemas de precisión deficiente en estado estacionario y errores estáticos que pueden surgir en el control difuso. Al utilizar factores de escala para expandir o contraer el dominio difuso, el algoritmo aumenta indirectamente el número de reglas de control, logrando cero errores en estado estacionario y un control de alta precisión. Además, el sistema de control incremental difuso de dominio variable exhibe una respuesta dinámica rápida dentro de una amplia gama de errores, lo que permite que el sistema evite zonas muertas de ajuste dentro de rangos de desviación pequeños y mejora aún más el rendimiento dinámico y estático del sistema, así como su robustez.

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No linealidad e incertidumbre de los parámetros del sistema de pila de combustible.
Aunque los vehículos con pila de combustible de hidrógeno tienen ventajas como bajo nivel de ruido, alta eficiencia, buen rendimiento energético y larga autonomía de conducción con gas hidrógeno como fuente de energía, muchos procesos de transporte interno ocurren simultáneamente dentro de la pila de combustible, incluida la transferencia de calor, la transferencia de carga y la transferencia de producto. emisión y suministro de gases de reacción. Como resultado, factores como la temperatura, la humedad, el flujo de aire y la corriente se distribuyen de manera desigual a lo largo del campo de flujo del reactivo. Esto introduce no linealidad e incertidumbre en el sistema de pila de combustible y, si estos factores no se controlan adecuadamente, pueden tener efectos adversos en el rendimiento y el estado de salud de la pila de combustible.

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Ventajas del control incremental difuso de dominio variable
El control incremental difuso de dominio variable es una optimización basada en el control difuso. No sólo conserva las ventajas del control difuso, como la independencia de los modelos precisos del objeto controlado, la simplicidad de la estructura, la buena adaptabilidad y la gran robustez, sino que también aborda los problemas potenciales de una precisión deficiente en estado estable y errores estáticos en el control difuso. Al utilizar factores de escala para expandir o contraer el dominio difuso, las reglas de control se pueden aumentar indirectamente, lo que permite cero errores en estado estacionario y un control de alta precisión. Además, la velocidad de respuesta dinámica del sistema de control incremental difuso de dominio variable es rápida dentro de una amplia gama de errores, lo que permite que el sistema evite zonas muertas de ajuste dentro de pequeños rangos de desviación y mejora aún más el rendimiento dinámico y estático del sistema, así como su robustez.

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