基于大蔗鼠优化算法的质子交换膜燃料电池过氧比自抗扰控制

摘要

在将线性自抗扰控制应用于质子交换膜燃料电池供氧系统的过程中，线性扩展状态观测器在扰动观测方面存在不足。尤其在应对快速时变扰动时，传统扩张状态观测器往往表现出收敛速度缓慢、相位滞后显著等问题，从而导致系统抗扰性能下降。该文引入一种带有超前校正环节的扩展状态观测器结构。首先，该结构通过引入超前校正机制，有效改善了高频扰动下的相位滞后现象，提升了扰动估计的收敛速度与观测精度。其次，为克服人工调参的复杂性与局限，进一步采用大蔗鼠优化算法对改进型自抗扰控制器进行参数自动整定，以具备良好的跟踪性能与鲁棒性。最后，硬件在环实验结果表明，与传统的PI控制及线性自抗扰控制方法相比，该文所提方法在超调量、跟踪误差以及抗扰性能方面均具有显著优势。

关键词

质子交换膜燃料电池 / 过氧比 / 大蔗鼠优化算法 / 自抗扰控制 / 硬件在环 / 参数整定

基金资助

国家自然科学基金资助项目(62273007); 北方工业大学毓秀创新项目(2024NCUTYXCX107)