側(cè)重隨機(jī)特性的FCV動(dòng)力系統(tǒng)故障識(shí)別與容錯(cuò)控制.pdf

1、隨著燃料電池動(dòng)力系統(tǒng)研發(fā)工作的推進(jìn)，作為產(chǎn)品的安全性問題逐步成為研究的重點(diǎn)。本文以國家“863”計(jì)劃燃料電池轎車專項(xiàng)及其動(dòng)力總成控制系統(tǒng)子課題為背景，重點(diǎn)針對(duì)電－電混合燃料電池汽車動(dòng)力系統(tǒng)，側(cè)重其隨機(jī)特性，研究其故障診斷和容錯(cuò)控制問題的理論和應(yīng)用。 本文先綜合目前多種評(píng)價(jià)安全性的方法和理論，提出了基于系統(tǒng)完整性分析的故障診斷和容錯(cuò)控制體系。圍繞完整性分析，完整性目標(biāo)設(shè)定，完整性提高策略提出及實(shí)踐，完整性測試這些方面，體系化地為燃

2、料電池動(dòng)力系統(tǒng)建立了提高安全性的流程，依據(jù)故障和失效的不同性質(zhì)，提出了改善動(dòng)力系統(tǒng)安全性的主動(dòng)和被動(dòng)手段。在燃料電池動(dòng)力系統(tǒng)的實(shí)踐上，側(cè)重主動(dòng)手段，探索了利用卡爾曼濾波的方法實(shí)現(xiàn)狀態(tài)估計(jì)的故障診斷和容錯(cuò)控制方法，解決了實(shí)際工程問題。在實(shí)現(xiàn)的過程中，對(duì)所建立的燃料電池動(dòng)力系統(tǒng)確定性模型進(jìn)行了隨機(jī)特性的擴(kuò)展，嘗試將燃料電池動(dòng)力系統(tǒng)中的噪聲污染用數(shù)學(xué)的方式進(jìn)行了描述。在考慮了隨機(jī)特性的燃料電池動(dòng)力系統(tǒng)離散數(shù)學(xué)模型的基礎(chǔ)上，利用擴(kuò)展卡爾曼濾波，

3、借助其在定常系統(tǒng)在確定性輸入信號(hào)作用情況下的狀態(tài)估計(jì)算法，解決了燃料電池動(dòng)力系統(tǒng)的狀態(tài)估計(jì)問題，實(shí)現(xiàn)了一定的解析冗余。 利用二階故障檢測方法，分析實(shí)際燃料電池大巴運(yùn)行過程中的數(shù)據(jù)，利用卡爾曼濾波狀態(tài)估計(jì)的結(jié)果，生成了用于故障診斷的狀態(tài)殘差，并且在殘差分析中，實(shí)現(xiàn)了故障的檢測。在檢測結(jié)果的基礎(chǔ)上，利用狀態(tài)觀測結(jié)果重構(gòu)動(dòng)力系統(tǒng)狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)了在動(dòng)力系統(tǒng)出現(xiàn)諸如傳感器故障情況下的容錯(cuò)控制。 通過上述主動(dòng)手段，結(jié)合在分析中指出的被動(dòng)