基于扩张状态观测器的PEMFC发电系统串级滑模控制方法

• 作者: 李奇 李朔 尹良震 李蕊睿 游志宇 陈维荣
• 来源期刊: 中国电机工程学报
• 学科: 工学
• 关键词: 燃料电池发电系统 串级滑模控制 过氧比
• 年，卷（期）: 2022,（4）
• 所属期刊栏目: 发电|Power Generation
• 页码范围: 1470-1480,中插20
• 页数: 12页
• 分类号: TM61
• 语种: 中文
• DOI: 10.13334/j.0258-8013.pcsee.210231

摘要

质子交换膜燃料电池(proton exchange membrane fuel cell,PEMFC)发电系统过氧比(oxygen excess ratio,OER)控制过程中存在强非线性、不确定性以及外部干扰,对系统的稳定高效运行提出挑战.提出一种基于扩张状态观测器(extended state observer,ESO)的串级滑模控制(cascade sliding mode control,CSMC)方法.该控制方法采用双环控制策略,控制内环为基于ESO的等速趋近律滑模算法,其中ESO用于实现系统总扰动的实时观测与反馈补偿;外环为在一定系统边界下快速收敛的Super-twisting滑模算法.最后,在RT-L AB半实物平台上,考虑扰动及参数摄动,对所提出的CSMC方法进行对比实验.实验结果表明,所提出的控制方法不仅具有更快的响应速度及更小超调量,而且能够更好地抑制外部扰动及内部不确定性的影响,表现出更强的抗扰能力和鲁棒性.