[发明专利]一种燃料电池供电的直流双向电机自适应控制方法

说明书

本发明涉及一种燃料电池供电的直流双向电机自适应控制方法，提供一燃料电池供电的直流双向电机系统包括依次连接的燃料电池、直流/直流降压变换器、全桥开关变换器和直流双向电机，包括以下步骤：步骤S1：构建燃料电池供电的直流双向电机系统模型；步骤S2:根据燃料电池供电的直流双向电机系统模型，设计自适应反演滑模控制器；步骤S3:利用得到自适应反演滑模控制器进行直流双向电机驱动电压及角速度的控制。本发明实现由燃料电池供电的直流电机双向转动，同时控制直流电机的驱动电压及角速度达到目标值。

技术领域

本发明涉及燃料电池供电的直流双向电机自适应控制领域，具体涉及一种燃料电池供电的直流双向电机自适应控制方法。

背景技术

随着传统能源的日渐枯竭以及其对环境的污染，新型能源如太阳能、风能、氢能等得到了快速的发展与应用。燃料电池由于其接近零排放的特性，同时具有发电效率高、比能量高、噪音低、燃料范围广等优点，被认为是目前替代传统能源极具前景的发电装置。然而，由于燃料电池的输出电压随燃料电池电流的变化而变化，因此需要在燃料电池的输出端接入直流/直流变换器起稳压作用以满足不同电压的需要。

目前，高性能的直流电机在机器人、汽车、航天等应用广泛。而对于这些高性能直流电机的使用，其核心问题在于对电机进行精确角速度控制。同时，为了保证直流电机工作稳定，还需要提供稳定的驱动电压。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种燃料电池供电的直流双向电机自适应控制方法，实现由燃料电池供电的直流电机双向转动，同时控制直流电机的驱动电压及角速度达到目标值。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种燃料电池供电的直流双向电机自适应控制方法，提供一燃料电池供电的直流双向电机系统包括依次连接的燃料电池、直流/直流降压变换器、全桥开关变换器和直流双向电机，包括以下步骤：

步骤S1：构建燃料电池供电的直流双向电机系统模型；

步骤S2:根据燃料电池供电的直流双向电机系统模型，设计自适应反演滑模控制器；

步骤S3:利用得到自适应反演滑模控制器进行直流双向电机驱动电压及角速度的控制。

进一步的，所述步骤S1具体为：

步骤S11:分析燃料电池的工作特性，得出其工作模型，确定燃料电池输出电压v_fc与燃料电池电流i_fc具有函数关系v_fc＝g(i_fc)；

步骤S12:根据系统中所有开关的导通/关断状态，同时考虑系统参数扰动及电机负载转矩，得到系统状态空间表达式

其中，γ₁＝[v_fcu_v-v_c 0 0]^T；γ₂＝[0 i_L-i_au_ω -v_c]^Tξ₁＝[v_cu_ω-R_ai_a-k_eω 0 0]^T；

ξ₂＝[0 k_mi_a-bω -1]^T；