氢能专利库

本发明公开了一种质子交换膜燃料电池模型优化控制方法，包括设定燃料电池系统参数，建立燃料电池系统模型；利用燃料电池系统模型模拟燃料电池系统工作过程，得到训练样本；建立高斯过程模型，并利用训练样本对高斯过程模型进行训练；利用高斯过程模型预测燃料电池系统模型在下一时刻的状态变量；MPC控制器根据高斯过程模型预测得到的下一时刻的状态变量和燃料电池系统模型在当前时刻的输出变量，计算出对应时刻的输入变量，并将该输入变量传播至燃料电池系统模型中对燃料电池系统模型进行控制；通过将高斯过程算法与MPC控制结合，省略了繁琐的推导和简化过程，并且还避免了模型失配问题的出现，能够有效提高控制精度。

本发明公开了一种燃料电池输出功率跟踪与效率优化控制方法，包括设定燃料电池系统模型的状态变量、输入变量和输出变量，对燃料电池系统模型进行建模；对所述燃料电池系统模型进行线性化处理，得到状态空间方程；基于所述线性化燃料电池系统模型，设计无偏差MPC控制系统，在线求解燃料电池系统模型的最优输入，对燃料电池净输出功率进行跟踪且输出效率优化；以达到控制燃料电池系统模型输出功率及效率的目的，保证燃料电池系统模型净输出功率的准确跟踪，并且能够有效提高燃料电池系统模型的输出效率。

本发明公开了一种基于EMPC的燃料电池混合动力系统控制方法，包括基于PEMFC系统和锂电池建立燃料电池混合动力系统，并对燃料电池混合动力系统模型进行建模；基于所述燃料电池混合动力系统模型，构建EMPC预测控制系统并设定EMPC预测控制系统目标函数和约束条件；根据EMPC预测控制系统及其目标函数和约束条件，构建多参数二次规划问题，并求解多参数二次规划问题，得到EMPC预测控制系统的最优输入变量，优化PEMFC系统与锂电池的功率分配，实现燃料电池混合动力系统的控制，能够显著提高控制策略的计算耗时，并且能够很好的满足实验室模拟现实场景中燃料电池工作及控制的要求。

本发明公开了一种基于分层式MPC的燃料电池混合动力系统控制方法，包括基于燃料电池系统和锂离子电池建立燃料电池混合动力系统模型；对所述燃料电池混合动力系统模型进行简化以及线性化处理；基于简化后的燃料电池混合动力系统模型构建包含有上层控制器和下层控制器的分层式MPC控制模型；所述上层控制器根据当前时刻的行驶工况的需求功率以及锂离子电池的荷电状态，计算得到该时刻燃料电池系统的期望净输出功率；所述下层控制器根据当前时刻燃料电池系统的期望净输出功率、实际净输出功率和净输出电流以及燃料电池系统在当前时刻的状态，计算得到燃料电池系统的输入变量和占空比，以调节燃料电池系统和锂离子电池输出功率的分配。