串联型滑模结构的燃料电池供气系统控制研究

来源：电子测量技术杂志2024年第11期北京时间：

作者：马钘骢，李惠林，龚成平，边东生，何锋

单位：1.贵州大学机械工程学院 贵阳 550025; 2.贵州经贸职业技术学院 贵阳 550025; 3.奇瑞万达贵州客车股份有限公司 贵阳 550025

摘要：针对燃料电池空气供给系统动态性能易受负载变化和外界环境因素影响的问题，设计了一种由超螺旋滑模控制与终端滑模控制相结合的串联型控制策略。建立了面向控制的五阶动态模型，提出了在负载变化时供气系统跟踪最佳过氧比、最大净输出功率和阴极压力测量的控制问题；提取最佳期望值并设计控制器，利用Lyapunov方法进行闭环稳定性验证。仿真分析可知，所搭建的观测器扰动估计值与理论实际值误差在0.01%以内，且本文方法与PID控制相比过氧比跟踪最佳期望值响应时间提高了6.9%，最大净功率输出值提高0.2%，阴极压力响应时间相比提高了60%。由结果可得，本文策略在负载变化时可以有效的控制供气系统过氧比跟踪最佳期望值并输出最大净功率，能够准确、迅速的估计阴极压力，能够较好的估计扰动，具有较强的抗干扰能力。

关键词：燃料电池供气系统;串联型滑模控制;过氧比;抗干扰

基金资助：贵州省科技计划项目(黔科合支撑［2023］一般400)资助