뉴스 - 수소연료전지차 연료전지 시스템 제어 알고리즘 선정

연료 전지 시스템을 위한 제어 알고리즘의 선택은 매우 중요합니다.수소 연료 전지 차량차량의 요구 사항을 충족하는 제어 수준을 직접적으로 결정하기 때문입니다. 우수한 제어 알고리즘은 수소 연료전지 차량의 연료전지 시스템을 정밀하게 제어하여 정상 상태 오차를 제거하고 고정밀 제어를 유지하는 것을 목표로 합니다. 이전 연구자들은 비례-적분 제어, 상태 피드백 제어, 분할 예측 부궤환 제어, 선형 이차 레귤레이터 피드백을 갖춘 비선형 피드포워드 제어, 일반화 예측 제어 등 연료전지 시스템을 위한 다양한 제어 알고리즘을 연구해 왔습니다. 그러나 이러한 제어 알고리즘은 연료전지 시스템의 비선형성과 매개변수 불확실성으로 인해 수소 연료전지 차량에 적합하지 않으며, 이는 제약을 가합니다. 특히 기존 제어 알고리즘은 동적 부하 변화 및 시스템 매개변수 변동을 처리할 때 허용할 수 없는 수준의 폐루프 성능을 보입니다. 현재 퍼지 제어가 연료전지 시스템에 더 적합한 것으로 여겨집니다. 이를 바탕으로 연구자들은 가변 영역 퍼지 증분 제어라는 더욱 합리적인 제어 알고리즘을 제안했습니다.

01 연료전지 시스템의 비선형성과 시스템 매개변수의 불확실성

하지만연료전지 차량수소를 에너지원으로 활용하면 저소음, 고효율, 뛰어난 전력 성능, 긴 주행 거리 등 수많은 장점을 얻을 수 있습니다. 하지만 연료 전지 내부에서는 열 전달, 전하 전달, 생성물 배출, 반응 가스 공급과 같은 내부 수송 과정이 동시에 발생합니다. 반응물 흐름장을 따라 온도, 습도, 공기 흐름, 전류와 같은 내부 요인들이 불균일하게 분포하면 연료 전지 시스템에 비선형성과 불확실성이 발생합니다. 이러한 요인들을 제대로 제어하지 못하면 연료 전지의 성능과 상태에 부정적인 영향을 미칠 수 있습니다.

02 가변 유니버스를 이용한 퍼지 증분 제어의 장점

가변 영역 퍼지 증분 제어는 퍼지 제어에 기반한 최적화 기법입니다. 제어 대상의 정확한 모델에 의존하지 않고, 구조가 간단하며, 적응성이 뛰어나고, 강건하다는 등 퍼지 제어의 장점을 그대로 유지합니다. 또한, 퍼지 제어에서 발생할 수 있는 낮은 정상 상태 정확도와 정적 오차 문제를 해결합니다. 스케일링 계수를 사용하여 퍼지 영역을 축소 또는 확장함으로써 제어 규칙의 수를 간접적으로 증가시켜 오류 없는 고정밀 제어를 달성합니다. 또한, 가변 영역 퍼지 제어 시스템의 동적 응답 속도가 넓은 오차 범위 내에서 빠르므로, 작은 편차 범위에서 조정 사각지대를 피할 수 있어 시스템의 동적 및 정적 성능과 강건성을 더욱 향상시킵니다.