基于氧过量比重重建的PEMFC空气供应系统的无模型自适应固定时间规定的性能控制

科学领域:

• 控制工程 控制工程 控制工程
• 可再生能源系统可再生能源系统
• 化学工程是化学工程的重要组成部分.

背景情况:

• 聚合物电解质膜燃料电池 (PEMFCs) 由于无法测量的变量,不确定的动态和外部干扰,造成了重大建模挑战,阻碍了传统基于模型的控制.
• 现有的控制策略与PEMFC系统的复杂性和时间变化的性质作斗争,限制了它们的实际应用和效率.

研究的目的:

• 为PEMFC系统开发一种新的无模型自适应控制策略,以准确估计和调节氧过量比率 (OER).
• 通过利用超局部模型 (ULM) 和先进的估计技术来解决基于模型的方法的局限性.

主要方法:

• 使用了超局部模型 (ULM),仅依赖输入和输出信号,减少了控制器设计的复杂性.
• 一个固定时间干扰观察器 (FxTDO) 被集成用于高效和快速估计系统干扰.
• 实施了固定时间规定的性能控制 (FxTPPC) 方案,以限制跟踪错误并确保闭环稳定性.
• 使用自适应补偿器来处理估计错误,减轻输入聊天,并保证全球稳定性,使用利亚普诺夫定理严格分析稳定性.

主要成果:

• 拟议的内部状态估计器,利用FxTDO,证明了OER估计的固定时间收,计算成本低.
• 通过ULM方法提高了控制器的灵活性和适应性,简化了复杂PEMFC动态的控制设计.
• FxTPPC方案有效地限制了跟踪错误并稳定了系统,这对实际实施有益.
• 适应性补偿器成功地弥补了估计的不准确性,并减少了输入聊天,确保了强大的性能.

结论:

• 开发的无模型自适应固定时间规定的性能控制 (MF-AFxTPPC) 为PEMFC系统中调节OER提供了强大而高效的解决方案.
• 数字模拟证实了与现有方法相比,拟议的控制策略的优越性和稳定性.
• 综合方法提供了一个灵活和可适应的控制框架,适合于现实世界的PEMFC应用.