[发明专利]基于过氧比区域的机车燃料电池系统净输出功率满意控制方法

权利要求书

1.一种基于过氧比区域的机车燃料电池系统净输出功率满意控制方法，实现机车燃料电池系统净输出功率的满意化输出，包括以下的手段：

A、基于机车PEMFC系统的OER分析

定义OER为PEMFC电堆阴极入口供应的氧气质量流量W_O2，in与所消耗的氧气质量流量W_O2,ret之比：

OER=WO2,inWO2,ret]]>

B、基于净输出功率满意度的OER运行区域划分

定义负载电流I_st与最优OER值OER_op的函数关系如下：

OER_op=f(I_st)

定义PEMFC系统净输出功率满意度γ为小于1的常数，根据不同负载条件，结合系统净输出功率满意度，在OER运行区域[OER_op-(1-γ)OER_op，OER_op+(1-γ)OER_op]范围内进行线性划分；

C、机车PEMFC系统净输出功率满意模糊控制

将OER测量值与OER_op的偏差e和偏差变化率ec=de/dt作为控制器输入变量，输出变量u为空气压缩机机端控制电压，根据重叠率和重叠鲁棒性要求，设计输入和输出变量隶属度函数，并结合OER运行区域，制定模糊控制规则，采用Mamdani决策法作为模糊决策，实现系统净输出功率的满意模糊控制；

D、基于OER区域的系统净输出功率满意切换控制

通过分析OER区域，制定模糊切换规则，实现满意模糊控制器与自整定PID控制器之间的无扰动切换，减小系统稳态误差及调节时间，改善系统稳态性能，实现机车PEMFC系统净输出功率的满意化输出。

2.根据权利要求1所述基于过氧比区域的机车燃料电池系统净输出功率满意控制方法，其特征在于，当e和ec的绝对值分别大于λ₁和λ₂时，所述模糊切换规则：

If e is Z₁ and ec is Z₂ then U is UF

Else U is U_PID

其中，U_F和U_PID分别是满意模糊控制器和自整定PID控制器输出，U是满意切换控制器输出,Z₁和Z₂分别是e和ec的隶属度函数。

3.根据权利要求1所述基于过氧比区域的机车燃料电池系统净输出功率满意控制方法，其特征在于，λ₁和λ₂分别是e和ec的绝对值常数，当e和ec的绝对值分别小于等于λ₁和λ₂时，所述满意切换控制器的输出为：

U=ω_FU_F+ω_PIDU_PID

其中，Z₃和Z₄分别是e和ec的隶属度函数，ω_PID和ω_F分别为满意模糊控制器和自整定PID控制器的控制强度系数，定义为：

ω_F=min{Z₃(e),Z₄(ec)}

ω_PID=1-ω_F。