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双有源桥DC/DC变换器无偏模型预测控制策略
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作者 杨智斌 张茂松 +1 位作者 陶骏 王秀芹 《电力电子技术》 北大核心 2023年第11期102-105,共4页
针对传统双有源桥(DAB)DC/DC变换器控制策略由于调节时间过长导致其动态响应能力较差的问题,提出了基于开环估计补偿的DAB无偏模型预测控制策略。所提控制方法基于DAB状态空间模型进行控制建模并采用开环估计补偿以消除模型误差,然后利... 针对传统双有源桥(DAB)DC/DC变换器控制策略由于调节时间过长导致其动态响应能力较差的问题,提出了基于开环估计补偿的DAB无偏模型预测控制策略。所提控制方法基于DAB状态空间模型进行控制建模并采用开环估计补偿以消除模型误差,然后利用滚动优化算法求解代价函数来获得最优化控制效果。仿真和实验结果表明所提DAB控制方法控制效果好、电压常值跟踪能力强且动态响应迅速。 展开更多
关键词 变换器 双有源桥 无偏模型预测控制 开环估计补偿
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质子交换膜燃料电池性能优化控制 被引量：2
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作者 胡杰 徐泽俊 +3 位作者 岳肖 李昊 袁春 宾洋 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第1期395-406,I0033,共13页
质子交换膜燃料电池(proton exchange membrane fuel cell,PEMFC)的热管理,是影响PEMFC安全、稳定、高效运行的核心关键因素。该文在分析PEMFC热管理子系统的结构,以及关键组成部件(包括空气压缩机、冷却液循环泵和冷却风扇)的工作原理... 质子交换膜燃料电池(proton exchange membrane fuel cell,PEMFC)的热管理,是影响PEMFC安全、稳定、高效运行的核心关键因素。该文在分析PEMFC热管理子系统的结构,以及关键组成部件(包括空气压缩机、冷却液循环泵和冷却风扇)的工作原理基础上,首先搭建耦合热管理子系统的PEMFC非线性仿真模型,进一步将其简化处理得到用于控制的线性模型;在此基础上,设计基于卡尔曼滤波的状态观测器,以实现对状态和不可测量扰动的估计,从而消除模型稳态误差;随后设计目标计算器,以净输出功率跟踪误差最小化和系统效率最大化为目标,对PEMFC系统工作状态进行优化;进而基于线性控制模型,设计无偏显式模型预测控制(offset-free explicit model predictive control,offset-free EMPC),对优化工作状态进行跟踪控制;最后,搭建一个软件在环(softwareintheloop,Si L)测试平台,通过与传统MPC控制策略的仿真结果对比可得,无偏EMPC控制策略可以显著将净输出功率的平均跟踪误差绝对值从344.29W减小到82.19W,系统效率从40.32%提升到46.56%,算法平均单步计算耗时从26ms降低到11.8ms,并且可以约束PEMFC系统运行在稳定和安全的工况。 展开更多
关键词 质子交换膜燃料电池 系统热管理 净输出功率跟踪 效率最优化 无偏显式模型预测控制
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无偏显式模型预测控制及其在质子交换膜燃料电池净输出功率跟踪中的应用
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作者 李昊 宾洋 +3 位作者 胡杰 岳肖 金庭安 张凯 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第14期282-297,共16页
考虑质子交换膜燃料电池(Proton exchange membrane fuel cell,PEMFC)的净输出功率最优化跟踪问题,提出一种基于显式模型预测控制(Explicit model predictive control,EMPC)的无偏优化控制策略,以实现PEMFC系统在面对模型失配和约束条... 考虑质子交换膜燃料电池(Proton exchange membrane fuel cell,PEMFC)的净输出功率最优化跟踪问题,提出一种基于显式模型预测控制(Explicit model predictive control,EMPC)的无偏优化控制策略,以实现PEMFC系统在面对模型失配和约束条件的影响下,对期望净输出功率的鲁棒稳态无偏差跟踪,以及将系统工作点调节在最(次)优工作曲线附近,达到效率最优化。首先,对PEMFC系统的非线性特性进行线性化,推导出面向控制器设计的线性控制模型。在此基础上,通过设计状态观测器,实现对状态变量和模型失配度的估计;通过设计目标计算器,实现对最(次)优净输出功率的跟踪和空气压缩机工作边界的约束;通过设计EMPC控制器,对空气压缩机工作边界约束进行松弛,以获得可行的显式解,从而构成无偏EMPC控制策略。最后,搭建硬件在环测试(Hardwareinloop,HiL)平台,基于标准的车用燃料电池堆试验循环工况,通过与传统MPC和EMPC的仿真试验对比,验证所提出的无偏EMPC控制策略可将系统整体工作效率从41%提高到47.6%,输出功率的平均跟踪误差绝对值从0.26 kW降低到0.17 kW,单步平均计算耗时从22.2 ms缩短到2.1 ms。 展开更多
关键词 质子交换膜燃料电池 净输出功率跟踪 鲁棒最优化 无偏显式模型预测控制
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