[发明专利]基于扰动预测的燃料电池空气压缩机转速补偿控制方法

说明书

本发明公开了一种基于扰动预测的燃料电池空气压缩机转速补偿控制方法，包括如下步骤，以燃料电池输出功率、氢气流量、空气阀门开度、加速踏板行程、制动踏板行程、车速和加速度为输入，以下一时刻的空气压缩机转速和扰动参数为输出构建神经网络模型；获取当前时刻的燃料电池输出功率、氢气流量、空气阀门开度、加速踏板行程、制动踏板行程、车辆的加速度，导入到神经网络模型中，得到下一时刻的燃料电池输出功率、空气压缩机预测转速和预测扰动参数。本发明能够对该时刻的控制参数进行预修正，从而保证控制精度，能够降低空气压缩机在工作时的扰动。

技术领域

本发明涉及燃料电池控制技术领域，具体涉及一种基于扰动预测的燃料电池空气压缩机转速补偿控制方法。

背景技术

作为燃料电池汽车的重要部件，空气压缩机的主要作用在于将空气加压后输入到燃料电池中，以供与氢气发生反应进而放电。为了满足空气的供应，空气压缩机的转速通常需要达到数万转甚至数十万转，在高速转动时，空气压缩机会产生扰动，尤其是当工况发生变化时，会导致空气流量的突变，这会导致空气压缩机的扰动更加剧烈。

在现有技术中，如何减少空气压缩机在转动时的扰动，是本领域亟待解决的重要问题之一。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于扰动预测的燃料电池空气压缩机转速补偿控制方法，以解决现有技术中的不足，它能够基于预测的结果对下一时刻进行控制。即，在控制某一时刻的转速之前，已经获取了扰动参数，利用该扰动参数，能够对该时刻的控制参数进行预修正，从而保证控制精度，能够降低空气压缩机在工作时的扰动。

本发明提供了一种基于扰动预测的燃料电池空气压缩机转速补偿控制方法，其中，包括如下步骤，

S1，以当前时刻的燃料电池输出功率、氢气流量、空气阀门开度、加速踏板行程、制动踏板行程、车速和加速度为输入，以下一时刻的空气压缩机转速和扰动参数为输出构建神经网络模型；

S2，实时获取当前时刻的燃料电池输出功率、氢气流量、空气阀门开度、加速踏板行程、制动踏板行程、车辆的加速度，并作为输入导入到所述神经网络模型中，得到下一时刻的燃料电池输出功率、空气压缩机预测转速和预测扰动参数；

S3，将预测扰动参数作为第一反馈参数，将空气压缩机预测转速和燃料电池输出功率作为控制目标对空气压缩机转速进行控制。

如上所述的基于扰动预测的燃料电池空气压缩机转速补偿控制方法，其中，可选的是，步骤S3包括如下步骤，

S31，根据下一时刻的燃料电池输出功率、下一时刻的空气压缩机预测转速进行参数分配；

S32，计算下一时刻的氢气阀门开度和空气阀门开度；

S33，按步骤S32的计算结果控制氢气阀门开度和空气阀门开度；

S34，将预测扰动参数作为第一反馈参数，通过第一反馈参数对控制参数进行修正，以对空气压缩机转速进行控制。

如上所述的基于扰动预测的燃料电池空气压缩机转速补偿控制方法，其中，可选的是，步骤S31中，参数分配包括根据下一时刻的燃料电池输出功率和下一时刻的空气压缩机预测转速，计算最佳的氢气和空气供给方案。

如上所述的基于扰动预测的燃料电池空气压缩机转速补偿控制方法，其中，可选的是，还包括以下步骤，

S4，实时获取空气压缩机的实际转速；

S5，将空气压缩机的实际转速与经过第一反馈参数修正后的控制参数对应的目标转速作差，将差值记为第二反馈参数；

S6，将第二反馈参数对控制参数进行二次修正，以对空气压缩机转速进行控制。

如上所述的基于扰动预测的燃料电池空气压缩机转速补偿控制方法，其中，可选的是，步骤S31包括如下具体步骤，