[发明专利]一种燃料电池空气系统的解耦控制方法和系统

权利要求书

1.一种燃料电池空气系统的解耦控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、对空气参数进行辨识计算，生成解耦控制矩阵的增益系数和时间系数，所述空气参数为试验测试得到的输入变量和输出变量；

S2、根据带控制量的自回归滑动平均模型生成空气参数控制回路中的输入与输出参数模型；将所述解耦控制矩阵的增益系数和时间系数带入所述空气参数控制回路中的输入与输出参数模型，生成系统传递函数关系矩阵；

S3、对所述系统传递函数关系矩阵进行解耦处理，生成解耦控制矩阵，根据所述解耦控制矩阵设计解耦控制器。

2.根据权利要求1所述的一种燃料电池空气系统的解耦控制方法，其特征在于，步骤S2中所述系统传递函数关系矩阵具体公式为：

其中，y1为空气流量输出值，y2为空气压力输出值；u1为空压机转速，u2为背压阀开度；b₁₁,b₁₂,b₂₁,b₂₂为解耦控制矩阵的增益系数；a₁₁，a₁₂,a₂₁,a₂₂为解耦控制矩阵的时间系数；s为拉普拉斯算子。

3.根据权利要求2所述的一种燃料电池空气系统的解耦控制方法，其特征在于，步骤S3中所述解耦控制矩阵具体公式为：

其中Gp₁₁(s)、Gp₁₂(s)、Gp₂₁(s)、Gp₂₂(s)为系统传递函数。

4.根据权利要求1所述的一种燃料电池空气系统的解耦控制方法，其特征在于，步骤S1中所述辨识计算采用批处理最小二乘算法。

5.根据权利要求4所述的一种燃料电池空气系统的解耦控制方法，其特征在于，步骤S3中所述解耦控制矩阵为基于离线辨识的解耦控制矩阵。

6.根据权利要求1所述的一种燃料电池空气系统的解耦控制方法，其特征在于，步骤S1中所述辨识计算采用递推最小二乘算法。

7.根据权利要求6所述的一种燃料电池空气系统的解耦控制方法，其特征在于，步骤S3中所述解耦控制矩阵为在线实时辨识的解耦控制矩阵。

8.一种燃料电池空气系统的解耦控制系统，其特征在于，包括以下模块：

传递函数生成模块，用于对测试实验得到的系统数据进行辨识计算，生成系统传递函数；

系统传递函数关系矩阵生成模块，用于根据带控制量的自回归滑动平均模型生成空气参数控制回路中的输入与输出参数模型；将所述解耦控制矩阵的增益系数和时间系数带入所述空气参数控制回路中的输入与输出参数模型，生成系统传递函数关系矩阵；

解耦控制矩阵模块，用于根据所述系统传递函数关系矩阵生成解耦控制矩阵。

9.根据权利要求8所述的一种燃料电池空气系统的解耦控制系统，其特征在于，系统传递函数关系矩阵生成模块中所述系统传递函数关系矩阵具体公式为：

其中，y1为空气流量输出值，y2为空气压力输出值；u1为空压机转速，u2为背压阀开度；b₁₁,b₁₂,b₂₁,b₂₂为解耦控制矩阵的增益系数；a₁₁，a₁₂,a₂₁,a₂₂为解耦控制矩阵的时间系数；s为拉普拉斯算子。

10.根据权利要求9所述的一种燃料电池空气系统的解耦控制系统，其特征在于，解耦控制矩阵模块中所述解耦控制矩阵具体公式为：

其中Gp₁₁(s)、Gp₁₂(s)、Gp₂₁(s)、Gp₂₂(s)为系统传递函数。