عند اختيار خوارزميات التحكم في أنظمة خلايا الوقود في مركبات خلايا وقود الهيدروجين، من الضروري مراعاة متطلبات التحكم ومستوى التنفيذ. تتيح خوارزمية التحكم الجيدة تحكمًا دقيقًا في نظام خلية الوقود، مما يُزيل أخطاء الحالة المستقرة ويحقق تحكمًا عالي الدقة. وقد استكشف الباحثون خوارزميات تحكم متنوعة لأنظمة خلايا الوقود، بما في ذلك التحكم التناسبي التكاملي، والتحكم بالتغذية الراجعة للحالة، والتحكم التنبؤي المجزأ بالتغذية الراجعة السلبية، والتحكم غير الخطي بالتغذية الأمامية، والتحكم الخطي التربيعي بالتغذية الراجعة، والتحكم التنبؤي المعمم. مع ذلك، لا تُناسب هذه الخوارزميات مركبات خلايا وقود الهيدروجين نظرًا لعدم خطية وعدم يقين معلمات نظام خلية الوقود. وتُعاني هذه الخوارزميات من قيود، خاصةً عند مواجهة تغيرات ديناميكية في الحمل وتغيرات في معلمات النظام، مما يؤدي إلى أداء غير مقبول في الحلقة المغلقة.
يُعد التحكم الضبابي حاليًا أنسب خوارزمية تحكم لأنظمة خلايا الوقود. وانطلاقًا من هذا التحكم، اقترح الباحثون خوارزمية تحكم أكثر فعالية تُسمى التحكم التزايدي الضبابي ذو المجال المتغير. تحافظ هذه الخوارزمية على مزايا التحكم الضبابي، مثل استقلاليتها عن النماذج الدقيقة للكائن المتحكم به، وبساطة بنيتها، وقدرتها العالية على التكيف، ومتانتها. إضافةً إلى ذلك، تعالج هذه الخوارزمية مشكلات ضعف دقة الحالة المستقرة والأخطاء الثابتة التي قد تنشأ في التحكم الضبابي. وباستخدام عوامل قياس لتوسيع أو تقليص المجال الضبابي، تزيد الخوارزمية بشكل غير مباشر عدد قواعد التحكم، مما يحقق انعدام أخطاء الحالة المستقرة وتحكمًا عالي الدقة. علاوة على ذلك، يُظهر نظام التحكم التزايدي الضبابي ذو المجال المتغير استجابة ديناميكية سريعة ضمن نطاق واسع من الأخطاء، مما يُمكّن النظام من تجنب مناطق الخلل في التعديل ضمن نطاقات انحراف صغيرة، ويُحسّن أداء النظام الديناميكي والثابت، فضلًا عن متانته.
01
اللاخطية وعدم اليقين في معلمات نظام خلية الوقود
على الرغم من مزايا مركبات خلايا وقود الهيدروجين، كالانخفاض في مستوى الضوضاء، والكفاءة العالية، والأداء الجيد للطاقة، والمدى الطويل الذي يمكن قطعه باستخدام غاز الهيدروجين كمصدر للطاقة، إلا أن العديد من عمليات النقل الداخلية تحدث في آنٍ واحد داخل خلية الوقود، بما في ذلك انتقال الحرارة، وانتقال الشحنات، وانبعاث نواتج التفاعل، وتوفير غازات التفاعل. ونتيجةً لذلك، تتوزع عوامل مثل درجة الحرارة، والرطوبة، وتدفق الهواء، والتيار الكهربائي بشكل غير متساوٍ على طول مسار تدفق المواد المتفاعلة. يُدخل هذا الأمر عدم خطية وعدم يقين في نظام خلية الوقود، وإذا لم يتم التحكم بهذه العوامل بشكل صحيح، فقد يكون لها آثار سلبية على أداء خلية الوقود وحالتها.
02
مزايا التحكم التزايدي الضبابي ذي المجال المتغير
يُعدّ التحكم التزايدي الضبابي ذو المجال المتغير تقنيةً مُحسّنةً مبنيةً على التحكم الضبابي. فهو لا يحتفظ فقط بمزايا التحكم الضبابي، مثل الاستقلالية عن النماذج الدقيقة للكائن المُتحكّم به، وبساطة البنية، وقابلية التكيف الجيدة، والمتانة العالية، بل يُعالج أيضًا المشكلات المحتملة المتمثلة في ضعف دقة الحالة المستقرة والأخطاء الثابتة في التحكم الضبابي. وباستخدام عوامل القياس لتوسيع أو تقليص المجال الضبابي، يُمكن زيادة قواعد التحكم بشكل غير مباشر، مما يُتيح انعدام أخطاء الحالة المستقرة والتحكم عالي الدقة. إضافةً إلى ذلك، تتميز سرعة الاستجابة الديناميكية لنظام التحكم التزايدي الضبابي ذي المجال المتغير بالسرعة ضمن نطاق واسع من الأخطاء، مما يسمح للنظام بتجنب مناطق الضبط الميتة ضمن نطاقات الانحراف الصغيرة، وبالتالي تعزيز الأداء الديناميكي والثابت للنظام، فضلاً عن متانته.
شركة تشنغدو ييوي لتكنولوجيا السيارات الجديدة المحدودة هي شركة ذات تقنية عالية تركز على تطوير الهياكل الكهربائية، والتحكم في المركبات، والمحركات الكهربائية، ووحدات التحكم في المحركات، وحزم البطاريات، وتكنولوجيا المعلومات الشبكية الذكية للمركبات الكهربائية.
اتصل بنا:
yanjing@1vtruck.com+(86)13921093681
duanqianyun@1vtruck.com+(86)13060058315
liyan@1vtruck.com+(86)18200390258
تاريخ النشر: 11 أكتوبر 2023
