ニュース - 水素燃料電池自動車用燃料電池システムの制御アルゴリズムの選定

水素燃料電池自動車の燃料電池システム制御アルゴリズムを選択するには、制御要件と実装レベルを考慮することが重要です。優れた制御アルゴリズムにより、燃料電池システムの正確な制御が可能になり、定常状態の誤差が排除され、高精度の制御が実現されます。研究者らは、比例積分制御、状態フィードバック制御、セグメント化予測負フィードバック制御、非線形フィードフォワードおよび線形二次レギュレータフィードバック制御、一般化予測制御など、燃料電池システムのさまざまな制御アルゴリズムを研究してきました。ただし、燃料電池システムのパラメータの非線形性と不確実性により、これらの制御アルゴリズムは水素燃料電池車にはあまり適していません。これらのアルゴリズムには制限があり、特に動的負荷の変化やシステムパラメータの変動に直面した場合には、許容できない閉ループパフォーマンスが発生します。

現在、燃料電池システムに最適な制御アルゴリズムはファジィ制御である。ファジィ制御に基づいて、研究者らは、可変領域ファジィ増分制御と呼ばれる、より合理的な制御アルゴリズムを提案しました。このアルゴリズムは、制御対象の正確なモデルからの独立性、構造の単純さ、優れた適応性、堅牢性などのファジィ制御の利点を保持しています。さらに、ファジィ制御で発生する可能性のある定常状態の精度の低下や静的誤差の問題にも対処します。スケーリング係数を使用してファジー領域を拡大または縮小することにより、アルゴリズムは間接的に制御ルールの数を増やし、定常誤差ゼロと高精度制御を実現します。さらに、可変領域ファジーインクリメンタル制御システムは、広い誤差範囲内で高速な動的応答を示し、システムが小さな偏差範囲内で調整不感帯を回避できるようになり、システムの動的および静的性能とロバスト性がさらに向上します。

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燃料電池システムパラメータの非線形性と不確実性
水素燃料電池自動車は、水素ガスをエネルギー源として、低騒音、高効率、良好な動力性能、長い航続距離などの利点を持っていますが、燃料電池内では熱伝達、電荷伝達、生成物などの多くの内部輸送プロセスが同時に発生します。排出および反応ガスの供給。その結果、温度、湿度、空気流、電流などの要素が反応物の流れ場に沿って不均一に分布します。これにより、燃料電池システムに非線形性と不確実性が導入され、これらの要因が適切に制御されないと、燃料電池の性能や健全性状態に悪影響を及ぼす可能性があります。

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可変領域ファジーインクリメンタル制御の利点
可変領域ファジィ増分制御は、ファジィ制御に基づいて構築された最適化です。制御対象の正確なモデルからの独立性、構造の単純さ、優れた適応性、強力なロバスト性などのファジィ制御の利点を維持するだけでなく、ファジィ制御における低い定常状態精度と静的誤差という潜在的な問題にも対処します。スケーリング係数を使用してファジィ領域を拡大または縮小することにより、制御ルールを間接的に増加させることができ、定常誤差ゼロと高精度制御が可能になります。さらに、可変領域ファジィ増分制御システムの動的応答速度は、広い誤差範囲内で高速であるため、システムは小さな偏差範囲内で調整不感帯を回避でき、システムの動的および静的性能とロバスト性がさらに強化されます。