[发明专利]基于多模态PID的空压机转速控制方法、装置及设备

说明书

本发明提供了一种基于多模态PID的空压机转速控制方法、装置及设备，方法包括：根据发动机的目标功率获取电堆的目标输出电流；根据所述目标输出电流查表获取目标入堆压力；根据目标入堆压力以及实际入堆压力计算获得当前入堆压力的误差，并根据所述当前入堆压力误差计算得到误差变化率；根据所述当前入堆压力的误差以及所述误差变化率判断当前工作模式，并根据所述当前工作模式采用对应的控制方式；其中，所述控制方式为微分控制、积分控制、比例控制中的一种或者多种；基于所述控制方式输出空压机转速控制信号。本发明的多模态PID控制策略可以改善燃料电池发动机转速控制响应时间慢、超调量大的问题。

技术领域

本发明涉及燃料电池发动机领域，具体而言，涉及一种基于多模态PID的空压机转速控制方法、装置及设备。

背景技术

在燃料电池发动机系统中，空气系统的控制尤为重要，空气系统的控制主要通过空压机、进气节气门、出气节气门和旁通阀协调控制，对进气压力影响最大的就是空压机转速，所以对空压机转速的精准控制尤为重要。

目前的空气系统的主要控制方法主要有如下两种：

（1）通过系统标定查表对空压机转速进行开环控制。

（2）采用传统PID控制算法对空压机转速进行控制。

然而系统标定查表法无法获得精准控制效果，而传统PID控制算法响应时间过长，均无法满足实际的使用需求。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提出一种基于多模态PID的空压机转速控制方法、装置及设备，以改善上述问题。

本发明采用了如下方案：

一种基于多模态PID的空压机转速控制方法，其包括：

根据发动机的目标功率获取电堆的目标输出电流；

根据所述目标输出电流查表获取目标入堆压力；

根据目标入堆压力以及实际入堆压力计算获得当前入堆压力的误差，并根据所述当前入堆压力误差计算得到误差变化率；

根据所述当前入堆压力的误差以及所述误差变化率判断当前工作模式，并根据所述当前工作模式采用对应的控制方式；其中，所述控制方式为微分控制、积分控制、比例控制中的一种或者多种；

基于所述控制方式输出空压机转速控制信号。

优选地，所述当前入堆压力的误差e为目标入堆压力以及实际入堆压力的差，所述误差变化率de/dt为误差e的微分。

优选地，根据所述当前入堆压力误差以及所述误差变化率判断当前工作模式，并根据所述当前工作模式采用对应的控制方式，具体包括：

当误差绝对值|e|小于T且误差变化率小于-F时，判断系统处于二级制动模式，采用微分控制；

当误差绝对值|e|小于T且误差变化率大于-F时，系统处于位置学习模式，采用积分控制；

当误差绝对值|e|小于T且误差变化率大于0、小于F时，系统处于一级快速启动模式，采用比例控制；

当误差绝对值|e|小于T且误差变化率大于F时，系统处于二级快速启动模式，采用比例、积分、微分控制；

当误差绝对值|e|大于T且误差变化率小于-F时，系统处于一级制动模式，采用积分、微分控制；

当误差绝对值|e|大于T且误差变化率大于-F时，系统处于三级快速启动模式，采用比例、积分控制；

当误差绝对值|e|大于T且误差变化率大于0、小于F时，系统处于三级快速启动模式，采用比例、积分控制；