لاختيار 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 خلايا الوقود، مما يُجنّب أخطاء الحالة المستقرة ويُحقق تحكمًا عالي الدقة. وقد استكشف الباحثون خوارزميات تحكم متنوعة لأنظمة خلايا الوقود، بما في ذلك التحكم النسبي التكاملي، والتحكم بتغذية راجعة للحالة، والتحكم بالتغذية الراجعة السلبية التنبؤية المجزأة، والتحكم بالتغذية الراجعة الأمامية غير الخطية، والتحكم بالتغذية الراجعة للمنظم التربيعي الخطي، والتحكم التنبؤي المعمم. ومع ذلك، فإن خوارزميات التحكم هذه غير مناسبة تمامًا لمركبات خلايا وقود الهيدروجين نظرًا لعدم خطيتها وعدم يقينها في معلمات نظام خلايا الوقود. لهذه الخوارزميات قيود، خاصةً عند مواجهة تغيرات في الحمل الديناميكي واختلافات في معلمات النظام، مما يؤدي إلى أداء غير مقبول في الحلقة المغلقة.
حاليًا، يُعد التحكم الضبابي خوارزمية التحكم الأنسب لأنظمة خلايا الوقود. بناءً على هذا التحكم، اقترح الباحثون خوارزمية تحكم أكثر منطقية تُسمى التحكم الضبابي التدريجي في النطاق المتغير. تحتفظ هذه الخوارزمية بمزايا التحكم الضبابي، مثل الاستقلالية عن النماذج الدقيقة للجسم المتحكم فيه، وبساطة الهيكل، والقدرة الجيدة على التكيف، والمتانة. بالإضافة إلى ذلك، تعالج مشاكل ضعف دقة الحالة المستقرة والأخطاء الثابتة التي قد تنشأ في التحكم الضبابي. باستخدام عوامل القياس لتوسيع أو تقليص النطاق الضبابي، تزيد الخوارزمية بشكل غير مباشر من عدد قواعد التحكم، محققةً أخطاء حالة مستقرة صفرية وتحكمًا عالي الدقة. علاوة على ذلك، يُظهر نظام التحكم الضبابي التدريجي في النطاق المتغير استجابة ديناميكية سريعة ضمن نطاق كبير من الأخطاء، مما يُمكّن النظام من تجنب مناطق الضبط الميتة ضمن نطاقات انحراف صغيرة، ويزيد من تحسين الأداء الديناميكي والثابت للنظام بالإضافة إلى متانته.
01
عدم الخطية وعدم اليقين في معلمات نظام خلية الوقود
على الرغم من أن مركبات خلايا وقود الهيدروجين تتميز بمزايا مثل انخفاض مستوى الضوضاء، والكفاءة العالية، والأداء الجيد للطاقة، وطول مسافة القيادة باستخدام غاز الهيدروجين كمصدر للطاقة، إلا أن العديد من عمليات النقل الداخلي تحدث في آنٍ واحد داخل خلية الوقود، بما في ذلك نقل الحرارة، ونقل الشحنة، وانبعاث النواتج، وتزويد غازات التفاعل. ونتيجةً لذلك، تتوزع عوامل مثل درجة الحرارة، والرطوبة، وتدفق الهواء، والتيار بشكل غير متساوٍ على طول مجال تدفق المواد المتفاعلة. وهذا يُدخل عدم الخطية وعدم اليقين في نظام خلية الوقود، وإذا لم تُتحكّم هذه العوامل بشكل صحيح، فقد تُؤثّر سلبًا على أداء خلية الوقود وسلامتها.
02
مزايا التحكم التدريجي الضبابي في النطاق المتغير
التحكم التدريجي الضبابي في النطاق المتغير هو تحسين قائم على التحكم الضبابي. فهو لا يحافظ فقط على مزايا التحكم الضبابي، كالاستقلالية عن النماذج الدقيقة للكائن المتحكم به، وبساطة هيكله، وقابليته للتكيف الجيدة، ومتانته العالية، بل يعالج أيضًا المشكلات المحتملة لضعف دقة الحالة المستقرة والأخطاء الساكنة في التحكم الضبابي. باستخدام عوامل القياس لتوسيع أو تقليص النطاق الضبابي، يمكن زيادة قواعد التحكم بشكل غير مباشر، مما يتيح انعدام أخطاء الحالة المستقرة والتحكم عالي الدقة. بالإضافة إلى ذلك، تتميز سرعة الاستجابة الديناميكية لنظام التحكم التدريجي الضبابي في النطاق المتغير بالسرعة ضمن نطاق واسع من الأخطاء، مما يسمح للنظام بتجنب مناطق الضبط الميتة ضمن نطاقات انحراف صغيرة، ويعزز أداء النظام الديناميكي والثابت، بالإضافة إلى متانته.
شركة Chengdu Yiwei New Energy Automobile Co., Ltd هي مؤسسة ذات تكنولوجيا عالية تركز على تطوير الهياكل الكهربائية، والتحكم في المركبات، والمحرك الكهربائي، ووحدة التحكم في المحرك، وحزمة البطارية، وتكنولوجيا معلومات الشبكة الذكية للسيارات الكهربائية.
اتصل بنا:
yanjing@1vtruck.com+(86)13921093681
duanqianyun@1vtruck.com+(86)13060058315
liyan@1vtruck.com+(86)18200390258
وقت النشر: ١١ أكتوبر ٢٠٢٣
