适用于PEMFC系统过氧化估计的HOSM观测器研究
本文选题:质子交换膜燃料电池系统 切入点:高阶滑模观测器 出处:《中国电机工程学报》2017年17期
【摘要】:针对质子交换膜燃料电池(proton exchange membrane fuel cell,PEMFC)的强非线性及强耦合特性,该文提出一种适用于PEMFC系统过氧比(oxygen excess ratio,OER)估计的高阶滑模(high order sliding mode,HOSM)观测器设计方法。该方法采用HOSM算法对输出误差进行调节,使其在有限时间内趋于零,进而通过准确估计PEMFC系统中难于利用传感器直接测量的变量(如,供应管道中空气质量、阴极侧氧气以及氮气质量等),求解系统OER,为空气闭环系统的精确控制和动态性能的提高奠定了基础。最后,在RT-LAB半实物平台上进行硬件在环的实验验证,对所提出的HOSM观测器与传统的滑模观测器进行对比实验。实验结果表明,所设计的HOSM观测器性能优于传统的滑模观测器,在存在模型参数不确定性和测量噪声的条件下,仍具有快速的收敛特性,且表现出了良好的鲁棒性。
[Abstract]:The proton exchange membrane fuel cell (PEMFC) is characterized by strong nonlinearity and strong coupling. In this paper, a design method of high order sliding mode high order sliding modeo PEMFC observer is presented, which is suitable for the estimation of peroxic ratio of oxygen excess excess mover in PEMFC system. The HOSM algorithm is used to adjust the output error and make it tend to zero in a limited time. Furthermore, by accurately estimating variables in PEMFC systems that are difficult to measure directly by using sensors (for example, air quality in supply pipes, The solution system of the cathode side oxygen and nitrogen quality lays a foundation for the precise control of the air closed loop system and the improvement of the dynamic performance. Finally, the hardware in loop experiment is verified on the RT-LAB hardware-in-the-loop platform. The proposed HOSM observer is compared with the traditional sliding mode observer. The experimental results show that the performance of the proposed HOSM observer is superior to that of the traditional sliding mode observer. It still has fast convergence and good robustness.
【作者单位】: 西南交通大学电气工程学院;
【基金】:国家自然科学基金项目(61473238,51407146) 四川省杰出青年基金项目(2015JQ001)~~
【分类号】:TM911.4
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,本文编号:1684473
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