燃料电池系统大升压比DC/DC变换器双闭环控制策略

"燃料电池用大升压比DC/DC变换器双闭环控制技术是提高燃料电池系统中DC/DC转换器抗扰性能的关键。这种控制策略由电流内环和电压外环组成，旨在增强设备在宽电压输入和负载变化下的稳定性和适应性。电流内环采用了增益补偿和动态自调整PI参数设计，可以消除电压输入范围广泛变化带来的不良控制影响，同时提升对负载变化的快速适应性。电压外环则结合了模糊推理与变参数PI控制，动态调节分为线性、模糊和复合三个控制区域，增强了对大规模负载扰动的抑制能力。这种方法被应用到一个输入电压30至70V，输出电压360V，额定功率3kW的DC/DC变换器上，实验结果显示，新型双闭环控制器相比传统控制器具有更快的响应速度，更小的输出超调，能实现不同静态工作点间的快速平稳切换。" 燃料电池系统中的大升压比DC/DC变换器是电力转换的关键组件，它负责将燃料电池产生的低电压转换为高电压以满足系统需求。由于燃料电池的工作电压范围较宽，因此需要一个能够有效应对这种变化的控制策略。文中提出的双闭环控制方案正是针对这一问题的解决方案。 首先，电流内环的增益补偿技术是为了补偿电压输入变化导致的控制性能下降。增益补偿通过调整控制器增益来抵消系统特性变化的影响，确保在不同输入电压下，电流控制依然保持良好的性能。动态自调整PI参数则是为了适应负载的大范围变化，通过自动调整控制器参数，使得系统能快速适应负载波动，保持电流稳定。 其次，电压外环的模糊推理与变参数PI控制相结合，形成复合电压控制器。模糊推理提供了一种处理不确定性和非线性问题的方法，可以根据系统状态灵活调整控制策略。变参数PI控制则允许根据负载扰动的大小和类型动态改变控制器参数，进一步提升系统的抑制扰动能力。通过将控制划分为线性、模糊和复合三个区域，可以确保在各种工况下都有最佳的控制效果。 实际应用中，这种新型双闭环控制器在30-70V输入、360V输出、3kW额定功率的DC/DC变换器上的实验验证了其优越性能。相比于传统的控制策略，新型控制器能更快地响应输入电压和负载的变化，减少输出电压的超调，这有助于提高整个燃料电池系统的稳定性与效率。 燃料电池用大升压比DC/DC变换器的双闭环控制技术是通过优化电流内环和电压外环的控制策略，实现对宽电压输入和负载变化的有效管理，提高系统的抗干扰能力和动态响应。这项技术对于燃料电池系统的设计和优化具有重要意义，有助于推动燃料电池技术的发展和应用。