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质子交换膜燃料电池过氧比LQR最优控制策略
引用本文:郭思达,刘泽,许思传.质子交换膜燃料电池过氧比LQR最优控制策略[J].同济大学学报(自然科学版),2022,50(S1):205-210.
作者姓名:郭思达  刘泽  许思传
作者单位:同济大学 汽车学院,上海 201804
基金项目:国家重点研发计划资助项目(2017YFB0102802)
摘    要:建立了质子交换膜燃料电池空气供给系统六阶模型。将神经网络前馈控制分别结合PID控制及线性二次型调节器(LQR)控制,来比较两种复合控制策略在燃料电池变载情况下过氧比的快速响应情况。在LQR控制策略中,首先通过单一平衡点进行模型线性化以获取状态反馈增益及降维状态观测器增益。仿真结果表明,基于单平衡点线性化的LQR结合神经网络前馈的复合控制策略在全工况范围内明显优于神经网络前馈加PID的控制策略。针对偏离平衡点较远工况处控制效果有所下降的情况,进一步采用多平衡点线性化的方法,优化设计LQR以动态调整相应增益,结果表明多平衡点LQR控制方法在过氧比控制中展现出最佳的快速响应性和稳定性。

关 键 词:质子交换膜燃料电池  线性二次型调节器  多点平衡  过氧比  最优控制
收稿时间:2022/10/21 0:00:00

LQR Optimal Control Strategy for Oxygen Excess Ratio in Proton Exchange Membrane Fuel Cells
GUO Sid,LIU Ze,XU Sichuan.LQR Optimal Control Strategy for Oxygen Excess Ratio in Proton Exchange Membrane Fuel Cells[J].Journal of Tongji University(Natural Science),2022,50(S1):205-210.
Authors:GUO Sid  LIU Ze  XU Sichuan
Abstract:
Keywords:proton exchange membrane fuel cell (PEMFC)  linear quadratic regulator (LQR)  multi-equilibrium point  oxygen excess ratio (OER)  optimal control
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