基于分数阶PID控制的质子交换膜燃料电池前级功率变换器

摘要

针对质子交换膜燃料电池(PEMFC)输出为大电流、宽电压而难以实际应用的问题,首先提出一种以四开关Buck-Boost变换器为主拓扑的PEMFC预稳压模块,采用双沿开关管触发策略减小电感电流脉动,并基于高频开关网络等效原理建立准确的动态模型;然后设计一种分数阶PID控制器实现模块的稳压补偿,并采用一种随机惯性权重PSO算法整定控制器的参数。仿真与实验结果表明,与整数阶控制器相比,分数阶PID控制器具有更好的补偿效果,在系统参数或结构变化时表现出较强的鲁棒性,所提出的模块具有高效可靠的预稳压功能。