• ISSN 0258-2724
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考虑执行器故障的电动汽车空调鲁棒控制

胡广地 王国晖 罗慧玉 周柯 郎晓玥

胡广地, 王国晖, 罗慧玉, 周柯, 郎晓玥. 考虑执行器故障的电动汽车空调鲁棒控制[J]. 西南交通大学学报, 2018, 53(2): 351-358. doi: 10.3969/j.issn.0258-2724.2018.02.018
引用本文: 胡广地, 王国晖, 罗慧玉, 周柯, 郎晓玥. 考虑执行器故障的电动汽车空调鲁棒控制[J]. 西南交通大学学报, 2018, 53(2): 351-358. doi: 10.3969/j.issn.0258-2724.2018.02.018
HU Guangdi, WANG Guohui, LUO Huiyu, ZHOU Ke, LANG Xiaoyue. Robust Control of the Air Conditioning System of an Electric Vehicle with Actuator Fault[J]. Journal of Southwest Jiaotong University, 2018, 53(2): 351-358. doi: 10.3969/j.issn.0258-2724.2018.02.018
Citation: HU Guangdi, WANG Guohui, LUO Huiyu, ZHOU Ke, LANG Xiaoyue. Robust Control of the Air Conditioning System of an Electric Vehicle with Actuator Fault[J]. Journal of Southwest Jiaotong University, 2018, 53(2): 351-358. doi: 10.3969/j.issn.0258-2724.2018.02.018

考虑执行器故障的电动汽车空调鲁棒控制

doi: 10.3969/j.issn.0258-2724.2018.02.018
基金项目: 

四川省重大前沿课题资助项目 VQ21SS1102Y15006

四川省国际科技合作与交流研究计划资助项目 2015HH0062

详细信息
    作者简介:

    胡广地(1964-), 教授, 博士, 博士生导师, 研究方向为汽车电子控制、新能源电动汽车控制、发动机及排放后处理控制、工程机械机电液一体化、电动汽车空调控制, E-mail:ghu@home.swjtu.edu.cn

  • 中图分类号: U469.72;U463.851

Robust Control of the Air Conditioning System of an Electric Vehicle with Actuator Fault

  • 摘要: 为了保证空调系统在部分故障的条件下,依然满足系统性能要求正常工作,通过对电动汽车空调系统分析,依据空调执行过程的故障模型,建立考虑执行器故障的空调不确定系统,利用状态观测器对系统状态进行了观测.采用线性矩阵不等式LMI(linear matrix inequalities),设计了能够对空调执行器故障进行补偿的H状态反馈鲁棒控制器,并证明了该控制器的稳定性.仿真实验表明,在有故障和无故障模式下的观测误差最大分别为0.1%和0.6%,满足系统的观测需求;与未考虑执行器故障的电动汽车空调H控制器相比,在10 Hz以下频段,考虑执行器故障的H控制方式可有效地抑制系统输入端所带来的干扰.

     

  • 图 1  电动汽车空调系统模型

    Figure 1.  Electric vehicle air conditioning system model

    图 2  各系统3个输入对各个输出的幅频特性曲线

    注:直线黑线、红线、绿线分别为原系统各输出对3个输入频域分析; 虚线黑线、红线、绿线分别为H闭环系统各个输出对3个输入频域分析; 点线黑线、红线、绿线分别为考虑故障模型H闭环系统各个输出对3个输入频域分析.

    Figure 2.  Amplitude frequency characteristic curve for each system of 3 input for each output

    图 3  有状态观测下的输出相对误差

    Figure 3.  Relative output error of failure mode and free-fault mode

    图 4  故障模式下各输出比较

    Figure 4.  Output comparison with failure mode

    表  1  故障模式

    Table  1.   Failure mode

    序号 故障模式 下界 上界 σ(i, t)
    1 正常 1 1 0
    2 中断 0 0 0
    3 部分失效 >0 <1 0
    4 偏移 >0 <1 1
    5 卡死 0 0 1
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    表  2  各状态的稳态工作点

    Table  2.   Static working point of each state

    状态参数 稳态工作点
    Nc/(r·min-1) 2 000
    α/% 20
    αin/% 20
    ea/(m·s-1) 4
    Troom/℃ 26
    Tout/℃ 35
    pe/kPa 172
    he1/(kJ·kg-1) 260.8
    SH/℃ 17.2
    Tea, out/℃ 12
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出版历程
  • 收稿日期:  2016-04-26
  • 刊出日期:  2018-04-25

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