燃料电池电动汽车车载dcdc模糊变结构控制研究

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1、武汉理I：大学硕士学位论文摘要随着经济的发展，能源短缺及环境污染问题同益严重，传统的汽车工业的能源消耗和尾气排放是造成这两大问题的主要原因。燃料电池电动汽车能源转换效率高、无尾气排放，是传统汽车理想的替代者。然而目前的燃料电池输出特性偏软，输出电压波动较大。故一般采用DC／DC变换器进行电压匹配和转换。由于在燃料电池电动汽车整车控制器对DC／DC变换器发出控制命令时，DC／DC变换器必须迅速地做出响应，要求所设计控制系统的响应快速性、鲁棒性要好。本文对燃料电池电动汽车车载DC／DC变换器建立起数学模型并针对引起抖振的原因，把滑

2、模变结构控制和模糊控制有机的结合起来，提出一种模糊滑模控制方案，并与其他的控制方法进行比较，在仿真试验中验证了算法的有效性和先进性，具体研究内容如下：首先通过对燃料电池输出特性的研究，介绍了燃料电池电动汽车车载DC／DC变换器的主要功能和拓扑结构，分析了DC／DC变换器建模方法研究现状，根据燃料电池大功率DC／DC的特性，建立了系统的数学模型。其次，根据滑模变结构控制理论，建立了滑模变结构控制器，运用Simulink仿真软件实现了燃料电池电动汽车车载DC／DC滑模变结构控制器的仿真。并在仿真研究中与传统的PI控制进行比较。最后

3、，抖振问题是影响滑模变结构控制广泛应用的主要障碍，本文在深入研究造成系统抖振原因及各种减弱抖振方法的基础上，提出了一种模糊变结构控制器，综合了模糊控制和滑模变结构控制各自的优点，以减弱变结构系统的抖振。由滑模变结构控制保证系统稳定性，且使滑动模态具有良好动态；由模糊控制器调整正常运动段特性以减弱抖振。为验证算法的有效性，针对系统的启动特性及抗干扰特性作了仿真试验。仿真结果表明：系统启动迅速，超调量小；能够抵制来自输入电压及负载两方面的扰动；能够实现燃料电池电动汽车车载DC／DC的快速响应和稳定输出。关键词：燃料电池电动汽车，D

4、C／DC变换器，状态空间建模，变结构控制模糊滑模武汉理一r=大学硕十学位论文ABSTRACTEnergyshortageandenvironmentalpollutionhasbecomeanurgentandintegratedproblemwhichisneededtobesolvedbutthetraditionalautomobileindustryiSoneofthebiggestthreattoenergyandtheenvironment．Thedevelopmentofcleanandefficientener

5、gyforvehicleshasalreadybecomeanextremelyimperativetask．Fuelcellelectricvehicleisaveryidealalternativeforonesusepetrolanddiesel．vehicle．However，thefuelcelloutputcharacteristicisweak，Whentheloadcurrentincreases，thevoltagedropsrapidly,andtheoutputvoltagefluctuationsisl

6、arge．ThenitgenerallyusestheDC／DCconvertertomatchandconversethevoltage．AsthefuelcellelectricmotorcontrollercallforDC／DCconvertersomecontrolissuedanorder．DC／DCconvertermustrespondquicklyAnditrequiresdesignoftherapidresponsesystem，betterrobustness．Inthispaper,automotiv

7、efuelcellelectricvehicles，DC／DCconverterandestablishamathematicalmodelforthereasonsofthechattering．Itcombinestheslidingmodevariablestructurecontrolandfuzzycontrolcombinedwithorganicandhasgivenafuzzyslidingcontrolprogramme．Guaranteedbythevariablestructurecontrolsyste

8、mstability,andtheslidingmodehasagooddynamic；bythefuzzycontrolleradjustmenttothenormalmovementoftheweakeningofchattering，andwithothercontro