基于非线性约束的涡轮压缩机滑模变结构PI控制仿真研究

作     者：刘会聪 薛光明 付师星 降雪辉 LIU Huicong;XUE Guangming;FU Shixing;JIANG Xuehui

作者机构：苏州大学机电工程学院江苏苏州215000 温州大学瓯江学院浙江温州325035 山东工业职业学院机电工程学院山东淄博256400 郑州工业应用技术学院信息工程学院郑州451150 

出 版 物：《重庆理工大学学报（自然科学）》 (Journal of Chongqing University of Technology：Natural Science)

年 卷 期：2021年第35卷第10期

页      面：94-99页

学科分类：080704[工学-流体机械及工程] 08[工学] 080401[工学-精密仪器及机械] 0807[工学-动力工程及工程热物理] 0804[工学-仪器科学与技术] 

基　　金：国家自然科学基金项目(51875377) 

主　　题：非线性约束 涡轮压缩机 滑模变结构 PI控制 仿真 

摘      要：为了使燃料电池堆化学反应更加充分,提高发电效率,根据涡轮压缩机驱动原理建立燃料电池堆的涡轮压缩系统模型。基于永磁同步电机驱动数学模型定义控制参数变量,使用高速涡轮压缩机和机电阀控制燃料电池系统中的空气质量流量和压力。针对传统PI控制器进行改进,提出了一种可在不同控制结构上改装的变结构抗饱和策略,设计涡轮压缩机滑模变结构PI控制器。采用Matlab软件对空气质量流量和压力跟踪误差进行仿真,与传统PI控制方法进行对比。结果显示:与PI控制方法相比,涡轮压缩系统采用滑模变结构PI控制方法,空气质量流量和压力跟踪误差较小,控制系统相对稳定。采用滑模变结构PI控制方法,能够提高控制系统的响应速度和跟踪精度,提高燃料电池发电效率。