Estudio de simulación de control predictivo basado en la ecuación del espacio de estados del sistema de bomba de calor de CO₂

Lei Qiang ,  

Lu Bingqing ,  

Zhang Chensi ,  

Chen Jiangping ,  

Shi Junye ,  

摘要

El sistema de bomba de calor de CO₂ supercrítico se considera una solución tecnológica prometedora en el campo de la gestión térmica integrada de la cabina del vehículo eléctrico y la batería de potencia debido a su alta eficiencia y respeto al medio ambiente. Los métodos de control eficientes del sistema no solo pueden afectar significativamente la autonomía del vehículo eléctrico, sino también mejorar la comodidad de la cabina. Este artículo propone una solución de sistema de control basada en el control predictivo modelado (MPC): utilizando ruido blanco como señal de excitación para el modelo de simulación unidimensional del sistema de bomba de calor, se construye de manera eficiente un modelo explícito del sistema de bomba de calor de CO₂ que cumple con los requisitos del MPC, y luego se propone un algoritmo de control predictivo con corrección dinámica (DFC-MPC). Este método mejora significativamente el rendimiento del sistema: en comparación con el control PI tradicional, el sobreimpulso se redujo en un 76,8% y un 80,1% en los modos de refrigeración y calefacción respectivamente, y el COP del sistema aumentó un 8,33% y un 1,07%. Además, este método mejora la protección en tiempo real del compresor, lo que proporciona una referencia para la implementación de un control inteligente en sistemas térmicos de vehículos reales.

关键词

control predictivo modelado;vehículo eléctrico;sistema de bomba de calor de CO₂;simulación dinámica

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