Sélection d'un algorithme de contrôle du système de pile à combustible pour véhicule à pile à combustible à hydrogène

Pour la sélection des algorithmes de contrôle du système de pile à combustible dans les véhicules à pile à combustible à hydrogène, il est crucial de prendre en compte les exigences de contrôle et le niveau de mise en œuvre. Un bon algorithme de contrôle permet un contrôle précis du système de pile à combustible, éliminant les erreurs en régime permanent et obtenant un contrôle de haute précision. Les chercheurs ont exploré divers algorithmes de contrôle pour les systèmes de piles à combustible, notamment le contrôle proportionnel-intégral, le contrôle par rétroaction d'état, le contrôle par rétroaction négative prédictive segmentée, le contrôle par rétroaction non linéaire et quadratique linéaire du régulateur, ainsi que le contrôle prédictif généralisé. Cependant, ces algorithmes de contrôle ne sont pas bien adaptés aux véhicules à pile à combustible à hydrogène en raison de la non-linéarité et de l’incertitude des paramètres du système de pile à combustible. Ces algorithmes ont des limites, en particulier lorsqu'ils sont confrontés à des changements de charge dynamiques et à des variations des paramètres du système, ce qui entraîne des performances en boucle fermée inacceptables.

Actuellement, l’algorithme de contrôle le plus adapté aux systèmes de piles à combustible est le contrôle flou. S'appuyant sur le contrôle flou, les chercheurs ont proposé un algorithme de contrôle plus raisonnable appelé contrôle incrémental flou à domaine variable. Cet algorithme conserve les avantages du contrôle flou, tels que l'indépendance des modèles précis de l'objet contrôlé, la simplicité de la structure, la bonne adaptabilité et la robustesse. De plus, il résout les problèmes de mauvaise précision en régime permanent et d’erreurs statiques qui peuvent survenir lors d’un contrôle flou. En utilisant des facteurs d'échelle pour étendre ou contracter le domaine flou, l'algorithme augmente indirectement le nombre de règles de contrôle, obtenant ainsi zéro erreur en régime permanent et un contrôle de haute précision. De plus, le système de contrôle incrémental flou à domaine variable présente une réponse dynamique rapide dans une large plage d'erreurs, permettant au système d'éviter les zones mortes d'ajustement dans de petites plages d'écart et améliorant encore les performances dynamiques et statiques ainsi que la robustesse du système.

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Non-linéarité et incertitude des paramètres du système de pile à combustible
Bien que les véhicules à pile à combustible à hydrogène présentent des avantages tels qu'un faible bruit, un rendement élevé, de bonnes performances énergétiques et une longue autonomie avec l'hydrogène gazeux comme source d'énergie, de nombreux processus de transport internes se produisent simultanément au sein de la pile à combustible, notamment le transfert de chaleur, le transfert de charge, le transfert de produit. émission et fourniture de gaz de réaction. En conséquence, des facteurs tels que la température, l’humidité, le flux d’air et le courant sont répartis de manière inégale le long du champ d’écoulement des réactifs. Cela introduit une non-linéarité et une incertitude dans le système de pile à combustible, et si ces facteurs ne sont pas correctement contrôlés, ils peuvent avoir des effets néfastes sur les performances et l'état de santé de la pile à combustible.

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Avantages du contrôle incrémental flou à domaine variable
Le contrôle incrémental flou à domaine variable est une optimisation basée sur le contrôle flou. Il conserve non seulement les avantages du contrôle flou, tels que l'indépendance par rapport à des modèles précis de l'objet contrôlé, la simplicité de la structure, une bonne adaptabilité et une forte robustesse, mais résout également les problèmes potentiels de mauvaise précision en régime permanent et d'erreurs statiques dans le contrôle flou. En utilisant des facteurs d'échelle pour étendre ou contracter le domaine flou, les règles de contrôle peuvent être indirectement augmentées, permettant ainsi l'absence d'erreurs en régime permanent et un contrôle de haute précision. De plus, la vitesse de réponse dynamique du système de commande incrémentale floue à domaine variable est rapide dans une large plage d'erreurs, ce qui permet au système d'éviter les zones mortes d'ajustement dans de petites plages d'écart et d'améliorer encore les performances dynamiques et statiques ainsi que la robustesse du système.

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