Lựa chọn thuật toán điều khiển hệ thống pin nhiên liệu cho xe chạy bằng pin nhiên liệu hydro

Đối với việc lựa chọn thuật toán điều khiển hệ thống pin nhiên liệu trong xe chạy bằng pin nhiên liệu hydro, điều quan trọng là phải xem xét các yêu cầu điều khiển và mức độ thực hiện. Một thuật toán điều khiển tốt cho phép điều khiển chính xác hệ thống pin nhiên liệu, loại bỏ các lỗi trạng thái ổn định và đạt được điều khiển độ chính xác cao. Các nhà nghiên cứu đã khám phá nhiều thuật toán điều khiển khác nhau cho hệ thống pin nhiên liệu, bao gồm điều khiển tỷ lệ-tích phân, điều khiển phản hồi trạng thái, điều khiển phản hồi âm dự đoán phân đoạn, điều khiển phản hồi tiến phi tuyến và điều khiển phản hồi điều chỉnh bậc hai tuyến tính, và điều khiển dự đoán tổng quát. Tuy nhiên, các thuật toán điều khiển này không phù hợp lắm với xe chạy bằng pin nhiên liệu hydro do tính phi tuyến và sự không chắc chắn của các thông số hệ thống pin nhiên liệu. Các thuật toán này có những hạn chế, đặc biệt khi đối mặt với sự thay đổi tải động và biến đổi các thông số hệ thống, dẫn đến hiệu suất vòng kín không thể chấp nhận được.

Hiện nay, thuật toán điều khiển phù hợp nhất cho hệ thống pin nhiên liệu là điều khiển mờ. Dựa trên điều khiển mờ, các nhà nghiên cứu đã đề xuất một thuật toán điều khiển hợp lý hơn gọi là điều khiển gia tăng mờ miền biến đổi. Thuật toán này giữ lại những ưu điểm của điều khiển mờ, chẳng hạn như không phụ thuộc vào mô hình chính xác của đối tượng được điều khiển, cấu trúc đơn giản, khả năng thích ứng tốt và tính ổn định cao. Ngoài ra, nó giải quyết các vấn đề về độ chính xác trạng thái ổn định kém và sai số tĩnh có thể phát sinh trong điều khiển mờ. Bằng cách sử dụng các hệ số tỷ lệ để mở rộng hoặc thu hẹp miền mờ, thuật toán này gián tiếp tăng số lượng quy tắc điều khiển, đạt được sai số trạng thái ổn định bằng không và điều khiển độ chính xác cao. Hơn nữa, hệ thống điều khiển gia tăng mờ miền biến đổi thể hiện phản ứng động nhanh trong phạm vi sai số lớn, cho phép hệ thống tránh các vùng chết điều chỉnh trong phạm vi sai lệch nhỏ và cải thiện hơn nữa hiệu suất động và tĩnh cũng như tính ổn định của hệ thống.

01
Tính phi tuyến và sự không chắc chắn của các thông số hệ thống pin nhiên liệu
Mặc dù xe sử dụng pin nhiên liệu hydro có những ưu điểm như độ ồn thấp, hiệu suất cao, công suất tốt và phạm vi hoạt động dài khi sử dụng khí hydro làm nguồn năng lượng, nhưng nhiều quá trình vận chuyển bên trong diễn ra đồng thời trong pin nhiên liệu, bao gồm truyền nhiệt, truyền điện tích, phát thải sản phẩm và cung cấp khí phản ứng. Kết quả là, các yếu tố như nhiệt độ, độ ẩm, lưu lượng không khí và dòng điện được phân bố không đồng đều dọc theo trường dòng chất phản ứng. Điều này tạo ra tính phi tuyến tính và không chắc chắn trong hệ thống pin nhiên liệu, và nếu các yếu tố này không được kiểm soát đúng cách, chúng có thể ảnh hưởng xấu đến hiệu suất và tình trạng hoạt động của pin nhiên liệu.

02
Ưu điểm của điều khiển gia tăng mờ miền biến đổi
Điều khiển gia tăng mờ miền biến đổi là một phương pháp tối ưu hóa được xây dựng dựa trên điều khiển mờ. Nó không chỉ giữ lại những ưu điểm của điều khiển mờ, chẳng hạn như tính độc lập với các mô hình chính xác của đối tượng được điều khiển, cấu trúc đơn giản, khả năng thích ứng tốt và độ bền vững cao, mà còn giải quyết các vấn đề tiềm ẩn về độ chính xác trạng thái ổn định kém và sai số tĩnh trong điều khiển mờ. Bằng cách sử dụng các hệ số tỷ lệ để mở rộng hoặc thu hẹp miền mờ, các quy tắc điều khiển có thể được tăng lên một cách gián tiếp, cho phép sai số trạng thái ổn định bằng không và điều khiển độ chính xác cao. Ngoài ra, tốc độ phản hồi động của hệ thống điều khiển gia tăng mờ miền biến đổi rất nhanh trong phạm vi sai số rộng, cho phép hệ thống tránh các vùng chết điều chỉnh trong phạm vi sai lệch nhỏ và hơn nữa nâng cao hiệu suất động và tĩnh cũng như độ bền vững của hệ thống.

Công ty TNHH Ô tô Năng lượng Mới Thành Đô Yiwei là một doanh nghiệp công nghệ cao tập trung vào phát triển khung gầm điện, điều khiển xe, động cơ điện, bộ điều khiển động cơ, bộ pin và công nghệ thông tin mạng thông minh cho xe điện.

Liên hệ với chúng tôi:

yanjing@1vtruck.com+(86)13921093681

duanqianyun@1vtruck.com+(86)13060058315

liyan@1vtruck.com+(86)18200390258