基于最佳过氧比的机车燃料电池系统净输出功率最优控制方法研究

项目名称： 基于最佳过氧比的机车燃料电池系统净输出功率最优控制方法研究

项目编号： No.51177138

项目类型： 面上项目

立项/批准年度： 2012

项目学科： 电工技术

项目作者： 陈维荣

作者单位： 西南交通大学

项目金额： 60万元

中文摘要： 燃料电池电动机车的研究，是目前轨道交通领域新能源应用的研究前沿。由于目前可用于机车的燃料电池系统功率有限，而机车负荷又具有移动、冲击性的特点，以及机车燃料电池系统的最大净输出功率、动态响应特性以及电池寿命之间的相互作用、相互影响，导致机车PEMFC系统不仅存在严重的"氧饥饿"现象，同时也存在严重的"氧饱和"现象，既有的控制方法已难于满足机车燃料电池系统的要求。为此，本项目拟在已有成果的基础上，建立一个适用于OER分析的大功率机车PEMFC动态新模型，提出一种基于动态扩展相对阶的状态反馈精确线性化方法，并通过对H∞次优鲁棒控制方法和SSV分析方法的研究，提出一种基于最佳OER鲁棒性能约束条件的鲁棒优化控制方法，实现鲁棒稳定性和鲁棒性能的统一，解决传统控制方法难于得到最佳OER控制结果的问题，以而保证PEMFC系统能够跟踪最佳OER，避免燃料电池机车在运行时出现"氧饥饿"、"氧饱和"现象。

中文关键词： 燃料电池电动机车；质子交换膜燃料电池；过氧比；动态模型；最优控制

英文摘要：

英文关键词： fuel cell electric locomotive；proton exchange membrane fuel cell；oxygen excess ratio；dynamic model；optimal control