適用于汽車燃料電池系統中氣流管理的自適應控制

離心式空氣壓縮機中的喘振控制對于確保燃料電池系統的可靠運行至關重要，但很少有研究報道燃料電池系統中的壓縮機喘振控制。該研究在汽車燃料電池系統的各種操作條件下提出了具有喘振預測壓縮機模型的有效喘振控制算法。與以前關于汽車燃料電池空氣管理系統的研究不同，本研究提出了一種分析壓縮機模型，該模型是具有沖擊預測能力的非線性動態模型。在這項研究中，引入了模型參考自適應控制（MRAC），以避免燃料電池系統動態運行期間的壓縮機喘振。

將自適應控制與在正常條件下運行的汽車燃料電池的空氣管理系統中的名義反饋控制相比較，同時在瞬態和穩態響應下進行比較。此外，當系統檢測到喘振時，自適應控制算法能夠迅速將空氣質量流量恢復到正常范圍。基于這些結果，可以得出結論，就汽車燃料電池系統的瞬態行為和喘振而言，MRAC算法表現出比標名義饋控制算法更好的性能。

在本文中，首先開發了一種自適應控制器，用于將燃料電池系統中的壓縮機的空氣流量調節到所需的值。然后將自適應控制與標稱反饋控制進行比較，以評估燃料電池系統中的瞬態行為和喘振保護。主要結果總結如下：

（1）本研究中開發的壓縮機型號可以顯示閥門關閉時出現喘振的情況，以減少空氣流量；

（2）自適應控制的響應速度比反饋控制快，并且反饋控制的反沖小于反饋控制，一般為7.38%。因此，在過沖和建立時間方面，自適應控制的瞬態響應優于反饋控制；

（3）如果壓縮機系統中出現喘振，則自適應控制的空氣流速比反饋控制恢復得更快。此外，與反饋控制相比，自適應控制可以將建立時間縮短到大約2.5s。因此，在控制喘振時自適應控制的響應與反饋控制相比是有利的；

（4）在性能圖中，自適應控制算法在控制壓縮機喘振方面總體上非常有效。