燃料电池空气系统LADRC-SMC复合控制策略研究

摘要

针对质子交换膜燃料电池(proton exchange membrane fuel cell, PEMFC)空气系统优化控制中过氧比(oxygen excess ratio, OER)跟踪速度慢、抖振明显的问题，提出一种集成模糊扩展状态观测器的二阶线性自抗扰与滑模相耦合的控制算法。考虑PEMFC系统动态特性，构建面向控制的四阶状态空间模型。设计线性自抗扰与滑模耦合控制器，并在此基础上提出一种利用模糊控制改进的扩张状态观测器对扰动进行观测，使OER平稳迅速地接近最优值。仿真结果表明：在可量化加权评价体系下，所提出的控制策略与传统PID控制方法、模糊PID控制方法相比，控制效果得分分别提升19.2%和10.9%,有助于提高电流扰动下的控制精度和抑制干扰的能力。

关键词

燃料电池 / 氧气过量比 / 控制系统 / 自抗扰控制 / 滑模控制