燃料电池无人机混合动力系统稳定控制

加虚拟电阻与超级电容稳定

针对燃料电池/锂电池并联供电的无人机直流微电网，该控制方法在原有系统中加入虚拟电阻和超级电容，扩大了大信号稳定域，同时基于规则状态机的能量管理优化功率响应，确保恒功率负载下电推进系统的稳定运行。

Shuhao, Deng · 雷涛 · Jin, Xianqiu · Chen, Junxiang · Daiwen, Huang · 张晓斌

Hangkong Xuebao/Acta Aeronautica et Astronautica Sinica 2024

技术优势

大信号稳定域扩大

通过加入超级电容，系统大信号稳定域得到提高，使系统在更大扰动下仍能保持稳定。

兼顾稳定与功率优化

推导出稳定边界条件与功率优化控制之间的约束关系，使能量管理策略在优化功率响应的同时满足稳定性要求。

应用场景

• 无人机电推进系统：确保恒功率负载下电推进系统稳定运行，避免飞行中失稳。
• 混合动力直流微电网：在直流微电网中实现多电源协调控制，扩大稳定域。
• 燃料电池混合动力：优化燃料电池与锂电池并联系统的功率分配和稳定性。
• 电池管理系统：为电池管理系统提供稳定边界约束下的能量管理策略。