PEMFC系统建模与空气供给子系统氧气过量比的控制

针对质子交换膜燃料电池空气供给子系统氧气过量比的控制问题,首先,建立面向控制的质子交换膜燃料电池系统的四阶非线性动态模型,构建电堆负载电流与最佳氧气过量比之间的拟合曲线方程;随后,设计一种采用新型复合趋近律的滑模控制器,并利用沙丘猫群优化算法对滑模控制中的参数进行寻优和整定;最后,对改进后的滑模控制器进行仿真验证,并与PID和其余3种滑模控制进行对比分析。仿真结果表明:当电堆负载电流变化时,改进后的滑模控制器可根据阴极流量偏差参数调节空压机的驱动电压,此时系统实时氧气过量比会迅速向最佳氧气过量比靠近,可将其两者之间的偏差控制0.1%之内,其所需的平均调节时间和误差性能指标均优于对比组。