基于扩张状态观测器的PEMFC发电系统串级滑模控制方法

作者：李奇; 李朔; 尹良震; 李蕊睿; 游志宇; 陈维荣

来源：中国电机工程学报, 2022, 42(04): 1470-1481.

DOI：10.13334/j.0258-8013.pcsee.210231

• 燃料电池发电系统
• 串级滑模控制
• 过氧比

质子交换膜燃料电池(proton exchange membrane fuel cell,PEMFC)发电系统过氧比(oxygen excess ratio,OER)控制过程中存在强非线性、不确定性以及外部干扰，对系统的稳定高效运行提出挑战。提出一种基于扩张状态观测器(extended state observer, ESO)的串级滑模控制(cascade sliding mode control,CSMC)方法。该控制方法采用双环控制策略，控制内环为基于ESO的等速趋近律滑模算法，其中ESO用于实现系统总扰动的实时观测与反馈补偿；外环为在一定系统边界下快速收敛的Super-twisting滑模算法。最后，在RT-LAB半实物平台上，考虑扰动及参数摄动，对所提出的CSMC方法进行对比实验。实验结果表明，所提出的控制方法不仅具有更快的响应速度及更小超调量，而且能够更好地抑制外部扰动及内部不确定性的影响，表现出更强的抗扰能力和鲁棒性。

• 单位
  西南民族大学; 西南交通大学