《基于参数估计的燃料电池轿车动力系统故障诊断方法研究朱醒》由会员分享，可在线阅读，更多相关《基于参数估计的燃料电池轿车动力系统故障诊断方法研究朱醒（73页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、A B S T R A C TR e l i a b i l i t ya n ds e c u r i t ya t em o r ea n dm o t ec r u c i a lf o rF u e lC e l lV e h i c l e sn O W F a u l tD i a g n o s i st e c h n o l o g ys h o u l db ean o v e l t ym e t h o dt oi m p r o v er e l i a b i l i t ya n ds e c u r i t y I nt h i sp a p e r ，t h
2、et h e o r i e sa n dm e t h o d so fs y s t e mi d e n t i f i c a t i o n ，f a u l tm o d e ，f a u l td i a g n o s i sb a s e do np a r a m e t e re s t i m a t i o na r ep a r t i c u l a r l yp r o p o s e d ，w h i c ha r et ob ea p p l i e di nf i e l do fF u c l C e l lH y b r i dV e h i c l
3、eP o w e r t r a i n F i r s t l y , t h ed y n a m i cm a t h e m a t i cm o d e lo fn o r m a lF C Vp o w e r t r a i ns y s t e mi sb u i l tt h r o u g h s y s t e mi d e n t i f i c a t i o na n dp a r a m e t e re s t i m a t i o nt e c h n o l o g y S e c o n d l y ，L e a s tS q u a r eM e t
4、h o d ，w h i c hi st h em a j o ra l g o r i t h mi nt h er a n g eo fp a r a m e t e re s t i m a t i o n ，a r ew h o l l yd i s c u s s e d ，i n c l u d i n gB l o c kL e a s tS q u a r e ，R e c u r s i v eL e a s tS q u a r e ，E x p o n e n t i a lF o r g e t t i n gR e c u r s i v eL e a s tS q
5、u a r ea n dS e l f - A d j u s tE x p o n e n t i a lF o r g e t t i n gR e c u r s i v eL e a s tS q u a r ew h i c hi se f f e c t i v ef o ra b r u p tp a r a m e t e re s t i m a t i o ni s s u e A d d i t i o n a l l yo n l yi ft h ei n p u ts i g n a ls e q u e n c ea r ep e r m a n e n te x
6、c i t e dt h ea b o v em e t h o da r ev a l i d T h i r d l ya i m i n gt od e t e c ta n di s o l a t et h ef a u l to fa c t u a t o r , s e n s o ra n ds y s t e mi t s e l f , t h ea p p l i c a t i o no ff a u l td i a g n o s i st e c h n o l o g yi ss i m u l a t e di nD C D CC o n v e r t e
7、 r , F u e l - C e l lE n e r g y , P o w e rB a t t e r ya n dM o t o rs y s t e m , w h i c hc o n t a i n st h ep h a s e so ff a u l tm o d e l i n g , g e tr e l a t i o n s h i pb e t w e e nm o d e lp a r a m e t e ra n dp h y s i c a lp a r a m e t e r ,p a r a m e t e re s t i m a t i o n ，
8、e r r o rg e n e r a t i o n ，f a u l td e t e c t i o na n di s o l a t i o n F i n a l l yK a l m a nF i l t e ri sa p p l i e di n t ot w od i f f e r e n tf a u l tm o d e s ：a b r u p tc h a n g eo fF C Et i m ec o n s t a n ta n ds l o w l yc h a n g eo fp o w e rb a t t e r ye q u i v a l e n
9、 ti n n e rr e s i s t a n c e N u m e r i c a ls i m u l a t i o n sa n de x p e r i m e n td e m o n s t r a t e dt h ee f f e c t i v e n e s sa n df e a s i b i l i t yo fa l lt h ep r o p o s e dm e t h o d s K e yw o r d ：F u e lC e l lV e h i c l e ，m o d e l ，p a r a m e t e re s t i m a t i
10、 o n ，L e a s tS q u a r em e t h o d ，f a u l td e t e c t i o n ，f a u l ti s o l a t i o n ，K a l m a nF i l t e r I I同济大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师指导下，进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本学位论文的研究成果不包含任何他人创作的、己公开发表或者没有公开发表的作品的内容。对本论文所涉及的研究工作做出贡献的其他个人和集体，均己在文中以明确方式标明。本学位论文原创性声明的法律责任由本人承担。虢季洳年玛lfE t学位论
11、文版权使用授权书本人完全了解同济大学关于收集、保存、使用学位论文的规定，同意如下各项内容：按照学校要求提交学位论文的印刷本和电子版本；学校有权保存学位论文的印刷本和电子版，并采用影印、缩印、扫描、数字化或其它手段保存论文；学校有权提供目录检索以及提供本学位论文全文或者部分的阅览服务；学校有权按有关规定向国家有关部门或者机构送交论文的复印件和电子版；在不以赢利为目的的前提下，学校可以适当复制论文的部分或全部内容用于学术活动。学位论文作者签名：萼衲咤山V 7 年害月2 乒日经指导教师同意，本学位论文属于保密，在年解密后适用本授权书。指导教师签名：学位论文作者签名：年月日年月日第1 章绪论第1 章绪
12、论1 1 研究背景及课题来源近二十多年来，可持续发展的概念深入人心。燃料电池汽车由于具有传动系统结构简化、能量转化效率高、零排放、没有对传统能源的依赖、不受续驶里程的限制等主要优点而成为近十年来汽车研究领域的一大热点。尤其近十年来，燃料电池汽车的研发更成为汽车研究领域的一大热点，也受到了经济界和政治界以及公众的广泛关注。目前，发达国家的燃料电池汽车技术已经基本成熟，性能也基本可以同传统汽车相媲美。对于我国来讲，正是由于充分认识到汽车工业对我国国民经济的重要性，以及能源安全与环境问题对我国实现可持续发展战略的重大意义，我国在“十五国家8 6 3 计划中，设立了电动汽车重大专项，这其中包括燃料电池
13、汽车专项。同济大学联合多家单位，承担其中的燃料电池轿车研究专项( 项目编号2 0 0 3 A A 5 0 1 0 0 0 ) 。燃料电池汽车动力系统作为一种全新的动力形式，除了受其所处的动力学环境、巨大的能量、机械的复杂性等各种因素影响，其大量的传感器、执行机构、电子控制元件、高电压、氢气及控制过程本身所存在的微小故障都可能会导致整个系统性能恶化，从而造成人员伤亡和物质财产的损失。同时，由于系统部件使用中的损耗、环境的变化以及一些偶然因素的影响，任何部件都有可能发生故障。每个部件的故障都在不同程度上影响整个系统性能和可靠性水平，甚至导致整个系统失效。此外，系统设计上的不合理、操作人员的误动作等
14、都会导致系统发生故障。因此合理有效的故障诊断对于整个动力系统的可靠性和安全性运行具有重大意义。然而，在工程实践中，我们针对包括燃料电池控制节点，蓄电池控制节点，D C D C 转换器控制节点，及电机控制器节点等在内的动力总成分布式控制系统，仅采用了一些包括极限值检测( 1 i m i tc h e c k i n g ) 等在内的故障诊断方法，考虑到动力总成对实行性和可靠性的要求非常严格，因此目前的故障诊断策略并不是十分完善有效。为了提高控制系统的可靠性、可维修性和安全性，我们需要建立更完备的方法来不断检测系统的变化和故障信息，使动力系统具有在线检测和诊断故障( F D D ) 的能力。本论文
15、即针对燃料电池+ 动力蓄电池的电电混合燃料电池轿车，以动力总成系统模型为出发点，对动力系统故障模式进行了较为全面的分析和总结，并在参数估计理论的基础上，重点探讨了动力系统故障诊断及其相关问题的解决方案。第1 章绪论1 2 故障诊断的国内外的研究现状故障诊断技术是容错控制的重要支撑手段之一，故障诊断( F D ) 始于机械设备，其全名是状态监测与故障诊断( C M F D ) 。它包含两方面内容：_ 是对设备的运行状态进行监测；二是在发现异常情况后对设备的故障进行分析、诊断。设备故障诊断是随设备管理和设备维修发展起来的。美国是最早开展故障诊断技术研究的国家，由于自1 9 6 1 年开始执行阿波罗
16、计划后，出现一系列因设备故障造成的事故，导致1 9 6 7 年在美国宇航局( N A S A ) 倡导下，由美国海军研究室( O N R ) 主持成立了美国机械故障预防小组( M F P G ) ，并积极从事技术诊断的开发。目前，美国诊断技术在航空、航天、军事、核能等尖端部门仍处于世界领先地位。英国在2 0 世纪6 0 7 0 年代，以C o l l a c o t t 为首的英国机器保健和状态监测协会( M H M G & C M A ) 最先开始研究故障诊断技术。英国在摩擦磨损、汽车和飞机发电机监测和诊断方面具领先地位。日本的新日铁自1 9 7 1 年开发诊断技术，1 9 7 6 年达到实用化。日本诊断技术在钢铁、化工和铁路等部门处领先地位。我国在故障诊断技术方面起步较晚，1 9 7 9 年才初步接触设备诊断技术。目前我国诊断技术在化工、冶金、电力等行业应用较好。故障诊断技术经过3 0 多年的研究与发展，已应用于飞机自动驾驶、人造卫星、航天飞机、核反应堆、汽轮发电机组、大型电网系统、石油化工过程和设备、飞机和船舶发动机、汽车、冶金设备、矿
