[發(fā)明專利]一種燃料電池供電的直流雙向電機(jī)自適應(yīng)控制方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910681714.6
• 申請日: 2019-07-26
• 公開（公告）號: CN110289793B
• 公開（公告）日: 2021-03-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王亞雄;池訓(xùn)逞;鐘浩;陳錦洲
• 申請（專利權(quán)）人: 福州大學(xué)
• 主分類號: H02P7/03
• 分類號: H02P7/03;H02P7/292;H02P21/00
• 代理公司: 福州元創(chuàng)專利商標(biāo)代理有限公司 35100
• 代理人: 陳明鑫;蔡學(xué)俊

本發(fā)明涉及一種燃料電池供電的直流雙向電機(jī)自適應(yīng)控制方法，提供一燃料電池供電的直流雙向電機(jī)系統(tǒng)包括依次連接的燃料電池、直流/直流降壓變換器、全橋開關(guān)變換器和直流雙向電機(jī)，包括以下步驟：步驟S1：構(gòu)建燃料電池供電的直流雙向電機(jī)系統(tǒng)模型；步驟S2:根據(jù)燃料電池供電的直流雙向電機(jī)系統(tǒng)模型，設(shè)計(jì)自適應(yīng)反演滑模控制器；步驟S3:利用得到自適應(yīng)反演滑模控制器進(jìn)行直流雙向電機(jī)驅(qū)動電壓及角速度的控制。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)由燃料電池供電的直流電機(jī)雙向轉(zhuǎn)動，同時(shí)控制直流電機(jī)的驅(qū)動電壓及角速度達(dá)到目標(biāo)值。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及燃料電池供電的直流雙向電機(jī)自適應(yīng)控制領(lǐng)域，具體涉及一種燃料電池供電的直流雙向電機(jī)自適應(yīng)控制方法。

背景技術(shù)

隨著傳統(tǒng)能源的日漸枯竭以及其對環(huán)境的污染，新型能源如太陽能、風(fēng)能、氫能等得到了快速的發(fā)展與應(yīng)用。燃料電池由于其接近零排放的特性，同時(shí)具有發(fā)電效率高、比能量高、噪音低、燃料范圍廣等優(yōu)點(diǎn)，被認(rèn)為是目前替代傳統(tǒng)能源極具前景的發(fā)電裝置。然而，由于燃料電池的輸出電壓隨燃料電池電流的變化而變化，因此需要在燃料電池的輸出端接入直流/直流變換器起穩(wěn)壓作用以滿足不同電壓的需要。

目前，高性能的直流電機(jī)在機(jī)器人、汽車、航天等應(yīng)用廣泛。而對于這些高性能直流電機(jī)的使用，其核心問題在于對電機(jī)進(jìn)行精確角速度控制。同時(shí)，為了保證直流電機(jī)工作穩(wěn)定，還需要提供穩(wěn)定的驅(qū)動電壓。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種燃料電池供電的直流雙向電機(jī)自適應(yīng)控制方法，實(shí)現(xiàn)由燃料電池供電的直流電機(jī)雙向轉(zhuǎn)動，同時(shí)控制直流電機(jī)的驅(qū)動電壓及角速度達(dá)到目標(biāo)值。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種燃料電池供電的直流雙向電機(jī)自適應(yīng)控制方法，提供一燃料電池供電的直流雙向電機(jī)系統(tǒng)包括依次連接的燃料電池、直流/直流降壓變換器、全橋開關(guān)變換器和直流雙向電機(jī)，包括以下步驟：

步驟S1：構(gòu)建燃料電池供電的直流雙向電機(jī)系統(tǒng)模型；

步驟S2:根據(jù)燃料電池供電的直流雙向電機(jī)系統(tǒng)模型，設(shè)計(jì)自適應(yīng)反演滑模控制器；

步驟S3:利用得到自適應(yīng)反演滑模控制器進(jìn)行直流雙向電機(jī)驅(qū)動電壓及角速度的控制。

進(jìn)一步的，所述步驟S1具體為：

步驟S11:分析燃料電池的工作特性，得出其工作模型，確定燃料電池輸出電壓v_fc與燃料電池電流i_fc具有函數(shù)關(guān)系v_fc＝g(i_fc)；

步驟S12:根據(jù)系統(tǒng)中所有開關(guān)的導(dǎo)通/關(guān)斷狀態(tài)，同時(shí)考慮系統(tǒng)參數(shù)擾動及電機(jī)負(fù)載轉(zhuǎn)矩，得到系統(tǒng)狀態(tài)空間表達(dá)式

其中，γ₁＝[v_fcu_v-v_c 0 0]^T；γ₂＝[0 i_L-i_au_ω -v_c]^Tξ₁＝[v_cu_ω-R_ai_a-k_eω 0 0]^T；

ξ₂＝[0 k_mi_a-bω -1]^T；