[发明专利]一种质子交换膜燃料电池分数阶状态空间模型辨识方法

摘要

本发明公开了一种质子交换膜燃料电池分数阶状态空间模型辨识方法，首先选择氢气流量和负载电流作为输入变量，选择电压作为输出变量，采集大量的数据,并利用Poisson矩函数对数据进行滤波处理。其次，基于Grünwald‑Letnikov分数阶微积分定义，构造短时记忆矩阵和输入输出矩阵，利用矩阵方程的结果构造矩阵投影。然后，计算该投影的SVD奇异值分解，确定系统阶次并得到可观测矩阵，根据可观测矩阵求解系统矩阵A,B,C,D。最后,求解代价函数得到最优的系统分数阶阶次。本发明无需电堆模型先验知识，辨识速度快，辨识精度高，并且通用性好，便于后续的控制器设计和仿真。

主权项

1.一种质子交换膜燃料电池分数阶状态空间模型辨识方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1、选择氢气流量和负载电流作为输入变量，选择电压作为输出变量，在测控平台上在无控制作用下采集实验数据；步骤2、对采集的实测数据进行数据完整性分析，剔除变化率超过实际PEMFC系统工作实际的测试数据，再进行滤波处理；步骤3、通过参数寻优方法确定分数阶微分阶次的初值和短时记忆长度；步骤4、根据短时记忆长度和分数阶微分阶次，构造短时记忆矩阵、输入矩阵和输出矩阵；步骤5、通过QR分解，计算输入矩阵行空间到输出矩阵行空间正交补上的投影；步骤6、结合短时记忆矩阵，对投影进行SVD分解，确定系统阶次，求解广义能观矩阵；步骤7、根据广义能观矩阵求解辨识模型的系统矩阵；步骤8、根据系统矩阵计算代价函数，求解系统最优分数阶阶次。