CN118073600A - 燃料电池空气供给系统及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种燃料电池空气供给系统及其控制方法，系统包括燃料电池电堆和控制器，燃料电池电堆的进气主管上从左边至右依次连接的加湿器、降温装置、压气设备、气量计和空滤器，燃料电池电堆的出气主路上从右至左依次连接的加湿器和排气室，燃料电池电堆与加湿器之间设置有第一截门阀，加湿器与排气室之间设置有背压阀，压气设备和排气室之间设置有第二截门阀，燃料电池电堆的进气主管上与控制器之间电连接有第一温度/压力传感器，燃料电池电堆的出气主路上与控制器之间电连接有第二温度/压力传感器。本发明合理布置空气系统实现空气系统关键部件的控制，提高系统实际运行过程中各部件相对位置的相互影响以及系统功率输出整体稳定性和安全性。

Description

燃料电池空气供给系统及其控制方法

技术领域

本发明涉及燃料电池领域，更具体地说，涉及一种燃料电池空气供给系统及其控制方法。

背景技术

燃料电池发电系统具有效率高、环保、噪音小、启动迅速和系统集成化高等优点，在汽车、船舶和航空航天等领域具有广泛的应用前景。因此，为了应对日益严峻的环境污染和由温室气体引起的全球气候变化，以燃料电池为代表的新能源动力成为现在及未来重要的研究方向。燃料电池功率增大会带来更大的燃料消耗，对燃料供应系统的要求更加严格，而空气系统是其中至关重要的一环，其作用是提供合适的气量和压力以避免燃料饥饿和高压导致的膜损坏，同时使辅件稳定运行，提高系统净功率和电堆耐久性。因此需要对气量和阴极进口空气压力的精准控制进行研究。近年来，针对此系统的控制方法不断涌现。一类结合机器学习或者智能算法的PID控制器不断被开发，与传统PID控制器相比，此类控制作用下的OER超调量有一定程度的下降，同时控制更为迅速且合理。但此类算法难以应用于实际控制器中，缺少实验验证。除了基于PID的经典控制方法外，许多更为先进的控制算法也被开发用于空气系统的控制。例如模型参考自适应控制，滑模控制器等。通过控制气量来调节过量系数到一个合适的值。同时提出了一种级联控制器，将最优参数作为所设计算法下的控制目标值。能够提高PEMFC系统的净功率和效率。以上关于过量系数的控制研究中，与其相关的状态变量均可以在仿真环境下通过数学模型直接获取，但在实际过程中许多变量难以直接测量或者测量成本过高，因此需要利用算法间接获取此类变量。目前有一种带有观测器的控制策略，利用Lyapunov稳定性理论证明系统跟踪误差半全局一致最终有界。最后，通过数值仿真和硬件在环设备进行实验。上述研究分别利用经典控制理论和现代控制理论的方法，通过仿真或实验的方式对气量进行了控制，但未考虑到空气压力对系统的影响，忽略了对空气压力的控制。气量和压力具有强耦合和非线性，二者相互影响，因此，对于大功率系统，合适的空气量和压力对保证系统的最佳性能输出同样重要。

当前大多数研究都致力于过氧比的管理。然而，实现气量和压力的协同控制是大功率PEMFC系统所需解决的关键问题。目前，关于气量压力协同控制的研究相对较少，且大多停留在仿真阶段。先进的控制算法因其复杂性和较高的计算资源需求，难以实际应用。此外，大部分实验使用的是小型电堆，实验结果无法有效说明其在大型交通工具上应用的有效性。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，提供一种燃料电池空气供给系统及其控制方法，其能够避免燃料饥饿和高压导致的膜损坏，同时使辅件稳定运行，避免了压气设备在系统低功率下的非正常震动，减小了压气设备中高功率下的功率消耗，提升了供气系统和电堆运行的效率，延长了压气设备的寿命和电堆耐久性。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种燃料电池空气供给系统，包括燃料电池电堆和控制器，所述燃料电池电堆的进气主管上从左边至右依次连接的加湿器、降温装置、压气设备、气量计和空滤器，所述燃料电池电堆的出气主路上从右至左依次连接的加湿器和排气室，所述燃料电池电堆与加湿器之间设置有第一截门阀，所述加湿器与排气室之间设置有背压阀，所述压气设备和所述排气室之间设置有第二截门阀，所述燃料电池电堆的进气主管上与控制器之间电连接有第一温度/压力传感器，所述燃料电池电堆的出气主路上与控制器之间电连接有第二温度/压力传感器；

所述控制器均与燃料电池电堆、第一温度/压力传感器、第二温度/压力传感器、第一截门阀、第二截门阀、背压阀、压气设备和气量计电连接且控制启闭。

按上述方案，所述出气主路与所述出气支路相连，所述出气支路与所述进气主管并联设置。

本发明还提供一种根据燃料电池空气供给系统的控制方法，包括以下步骤：

S1、控制器根据不同的输入信号计算电燃料电池空气供给系统的物理值并进行故障诊断：控制器接收传感器以及不同接口所传输的信号，对其中的模拟量和开关量，根据模拟量和开关量的通道配置，进行区分并计算传感器电压值和所对应的物理值，同时进行故障诊断，随后将不同接口信号所对应的物理值和诊断结果输出给相应子系统，其中VCU请求的功率值被计算为原始电流请求值后输出给空气供给系统中的气体需求量计算模块；

S2、气体需求量计算模块根据物理值计算气量需求值：气体需求量计算模块收到原始电流请求值后，计算电堆输出电流目标值，根据电堆输出电流目标值计算气量需求值并输出给空气管理子系统；

S3、空气管理子系统根据气量需求值计算压气设备转速和背压阀占空比：空气管理子系统根据气量和气体压力的需求值和实际值，分别计算二者的反馈偏差和偏差变化率并求得控制器参数和前馈参数，最终输出压气设备的目标转速值和背压阀的目标占空比。

按上述方案，所述步骤S1中，通过以下方法进行故障诊断：首先对传感器诊断，根据传感器电压值进行传感器超限判断，若超限，则进一步判断故障等级，并发送给状态机控制系统做出动作；同时发送传感器检查未通过标志，判断故障项目；若无故障便正常运算；通过CAN节点获得的实际值送入控制器，进行下一步计算。

按上述方案，所述步骤S2中，通过以下方法计算气量需求值：气体需求量计算模块收到功率需求后，计算实际需求电流，判断系统需要加载或是减载，同时通过电堆冷却水温度和单电池平均电压控制加减载斜率，考虑系统当前状态进一步对需求电流和加减载斜率进行控制，随后根据系统当前状态与上一时刻状态计算输出电流目标值，根据输出电流目标值和电堆单电池数量，通过公式V_m__O2*N*I/(4*F*0.21)计算反应所需气量W_rec，根据反应所需气量和OER计算气量需求值W_ref。

按上述方案，所述步骤S3中，通过以下方法计算压气设备转速和背压阀占空比：

S301、根据传感器测量的实际值和计算所得需求值之差ΔW＝W_ref-W_rec得到气量偏差以及偏差变化率dΔW/dt、查表获得分段参数K_p、K_i、K_d、利用函数关系f(P_air,W_ref)和n＝f(P_air,W_ref)+K_p*ΔW+K_i*∫ΔW+K_d*dΔW/dt分别求得前馈参数和目标转速值；

S302、控制器的计算中增加的越界保护措施，当积分输出项或压气设备的转速计算值越界时会触发越界保护和处理措施，对压气设备转速的增减幅度和极值进行限制；

S303、对气体压力进行控制，内部包括空气入口压力偏差ΔP和偏差变化率dΔP/dt的计算、分段PID参数K_p、K_i、K_d设定、前馈参数查表f(W_air_ref)以及PID输出占空比值计算θ＝f(W_air_ref)+K_p*ΔP+K_i*∫ΔP+K_d*dΔP/dt，同时将空气入口参考压力保持在压气设备非正常震动限值内；

S304、为避免背压阀的占空比频繁波动产生的震荡，设置空气入口压力偏差死区，当空气入口压力偏差在死区上下限之间，令背压阀的占空比维持在上一时刻的占空比；当空气入口压力偏差超过死区，背压阀根据控制器计算结果调整占空比，并对背压阀位置输出值的增减幅度和极值进行限制，同时在背压阀控制使能但不需要对空气入口压力进行调控时，令背压阀维持在固定的占空比位置。

实施本发明的燃料电池空气供给系统及其控制方法，具有以下有益效果：

本发明通过合理地控制压气设备转速和背压阀占空比，提供合适地气量和压力，降低压气设备寄生功率，提高电堆效率，延长电堆使用寿命；当电堆在低功率下工作时，压气设备以不低于最低转速值的条件运行，保护了压气设备工作的稳定性，避免非正常震动，当电堆在中高功率下工作时，根据当前最佳过量空气系数调整压气设备转速，降低压气设备寄生功率，同时背压阀根据当前压气设备转速和气量值改变占空比，调控电堆入口空气压力，提高空气系统工作效率，并满足系统的空气质量气量和压力要求。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1是本发明燃料电池空气供给系统的结构示意图；

图2是本发明燃料电池空气供给系统的控制方法的控制闭环示意图；

图3是本发明燃料电池空气供给系统的控制方法的控制流程图；

图4是本发明燃料电池空气供给系统的控制方法的控制逻辑示意图；

图中：1、空滤器，2、气量计，3、压气设备，4、第二截门阀，5、降温装置，6、加湿器，7、第一截门阀，8、第一温度/压力传感器，9、燃料电池电堆，10、第二温度/压力传感器，11、背压阀，12、排气室，13、控制器，14、进气主管，15、出气支路，16、出气主路。

具体实施方式

为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本发明的具体实施方式。

如图1所示，本发明的燃料电池空气供给系统，包括燃料电池电堆9和控制器13，燃料电池电堆9的进气主管14上从左边至右依次连接的加湿器6、降温装置5、压气设备3、气量计2和空滤器1，燃料电池电堆9的出气主路16上从右至左依次连接的加湿器6和排气室12，燃料电池电堆9与加湿器6之间设置有第一截门阀7，加湿器6与排气室12之间设置有背压阀11，压气设备3和排气室12之间设置有第二截门阀4，燃料电池电堆9的进气主管14上与控制器13之间电连接有第一温度/压力传感器8，燃料电池电堆9的出气主路16上与控制器13之间电连接有第二温度/压力传感器10；出气主路16与出气支路15相连，出气支路15与进气主管14并联设置。

控制器13均与燃料电池电堆9、第一温度/压力传感器8、第二温度/压力传感器10、第一截门阀7、第二截门阀4、背压阀11、压气设备3和气量计2电连接且控制启闭。控制器13根据当前所处工况控制压气设备3、背压阀11、第一截门阀7和第二截门阀4工作，气量计2、第一温度/压力传感器8、电堆和第二温度/压力传感器10将测量信号反馈给控制器13。

当氢气系统启动时，开启第一截门阀7和第二截门阀4，使空气系统形成密封回路，当空气系统停止时，关闭第一截门阀7和第二截门阀4。当空气系统启动时，背压阀11开启至初始位置，若不需要对空气入口压力进行调控，则令背压阀11维持在固定的位置。随后开启第一截门阀7和第二截门阀4，并以初始转速启动压气设备3，并设置压气设备3的最低转速，从而形成了以压气设备3和背压阀11为核心的串联的空气供给系统。当燃料电池电堆9在低功率下工作时，压气设备3以不低于最低转速值的条件运行，保护了压气设备3工作的稳定性，避免非正常震动，当燃料电池电堆9在中高功率下工作时，根据当前最佳过量空气系数调整压气设备3的转速，降低压气设备3的寄生功率，同时背压阀11根据当前压气设备3转速和气量值改变占空比，调控燃料电池电堆9的入口空气压力，提高空气系统工作效率，并满足系统的空气质量和压力要求。

压气设备3的入口管上设置有空滤器1，空滤器1用于过滤空气中的杂质颗粒，避免颗粒物堵塞流道，同时吸附杂质气体，避免杂质气体导致的阴极催化剂活性降低，造成性能下降。压气设备3和空滤器1之间的进空气路上设置有气量计2，气量计2用于测量进入压气设备3的气量，控制器13根据采集的气量信号和燃料电池电堆9当前的需求气量来控制压气设备3的转速。为了便于检测燃料电池电堆9入口的空气压力，燃料电池电堆9和第一截门阀7之间的进气主管14上设置有第一温度/压力传感器8。为了便于检测燃料电池电堆9出口的空气压力，燃料电池电堆9和加湿器6之间的出气主路16上设置有第二温度/压力传感器10，控制器13根据采集的压力信号对背压阀11，压气设备3进行控制，提供符合燃料电池电堆9正常运行的空气压力。压气设备3和加湿器6之间的入口管道上设置有降温装置5，降温装置5用于冷却经过压气设备3作用的高温空气，避免高温空气直接进入燃料电池电堆9从而损坏质子交换膜。为了便于对空气系统进行管理，加湿器6与第一温度/压力传感器8之间的进气主管14上设置有第一截门阀7，出气主路16上设置有第二截门阀4，根据系统当前状态进行截门阀的开关控制，满足空气管的通断需求。燃料电池电堆9在运行过程中会产生液态水，产生的液态水使得排出燃料电池电堆9的空气拥有较高的湿度，将这部分空气通入出气管道上设置的加湿器6，成为进入燃料电池电堆9的空气的加湿来源，提高系统效率。燃料电池电堆9在运行过程中需要及时排气，避免气体积聚而破坏阴阳极的压力和温度平衡，导致输出性能下降，而排气源并不是单一的，排出的气体温度压力时刻变化，高温高压排气可能发生危险。因此为了避免排气温度和压力过高，设置排气室12，排气室12用于排出废气前的安全性处理。

如图2-4所示，本发明还提供一种燃料电池空气供给系统的控制方法。如图1所示的控制器13与被控对象以虚线相连，由前馈过程和基于反馈偏差的参数分段整定过程、双PID控制器、气体流量和压力测量与反馈过程组成，通过状态机进行系统总体的运转调度，对系统上下电以及运行过程中动作的执行进行管理，其中包括上电自检，待机，准备，启动过程，运行，停机过程；以及手动模式和自动模式的切换，不同状态之间的切换。系统上电进入启动流程，根据状态机指令运行，其中系统接收控制命令，令背压阀11控制使能，将背压阀11于初始位置打开，随后以初始转速启动压气设备3。当控制器13收到需求电流I_raw请求时，首先判断系统是否处于故障限功率状态，如果是，则会输出不同故障下的故障系数E以降低请求电流。随后根据压气设备3、加热器和冷却水泵的反馈电流与请求电流计算得到系统实际需求电流I_req＝E*I_raw+I_cmp+I_pct+I_pump，从而计算气量参考值W_ref＝f(I_req,λ)，再将参考值与实际值之间的差值ΔW计算后送入控制器13，得出压气设备3的转速计算值n_cal。最后根据实际阴极空气进口压力和气量参考值得到压气设备3的转速前馈值f(P_air,W_ref)，两者相加得到压气设备3的转速信号并发送给压气设备3实现转速调控。同理，根据气量参考值得到阴极进口空气压力参考值P_ref和背压阀11的前馈占空比值θ_feedforward，将前馈占空比值与PID计算值θ_cal相加得到背压阀11的占空比信号θ，发送给背压阀11。这两个执行器对接收到的控制信号做出响应，以满足系统的空气质量气量和压力要求。

控制过程如下：

第一步，控制器13接收传感器测量所得的实际值，最上层对模拟量开关量等接口进行通道配置，随后进行故障诊断。首先对传感器诊断，根据传感器电压值进行传感器超限判断，若超限，则进一步判断故障等级，并发送给状态机控制系统做出动作。同时发送传感器检查未通过标志，判断故障项目。若无故障便正常运算。通过CAN节点获得的实际值送入控制器13，进行下一步计算。

第二步，收到功率需求后，计算实际需求电流，判断系统需要加载或是减载，同时通过电堆冷却水温度和单电池平均电压控制加减载斜率，考虑系统当前状态进一步对需求电流和加减载斜率进行控制(故障状态下根据不同故障等级对当前电流乘以故障因子进行削减)，随后根据系统当前状态与上一时刻状态计算输出电流目标值，根据输出电流目标值和电堆单电池数量，通过公式V_m__O2*N*I/(4*F*0.21)计算反应所需气量W_rec，根据反应所需气量和OER计算气量需求值W_ref。

第三步，根据传感器测量的实际值和计算所得需求值之差ΔW＝W_ref-W_rec得到气量偏差以及偏差变化率dΔW/dt、查表获得分段参数K_p、K_i、K_d、利用函数关系f(P_air,W_ref)和n＝f(P_air,W_ref)+K_p*ΔW+K_i*∫ΔW+K_d*dΔW/dt分别求得前馈参数和目标转速值。

此外，控制器13的计算中增加了越界保护措施，当积分输出项或压气设备3的转速计算值越界时会触发越界保护和处理措施，对压气设备3转速的增减幅度和极值进行限制。

同时，对气体压力进行控制。压力控制的核心部分是通过PID算法和前馈补偿对空气入口压力实施闭环控制。内部包括空气入口压力偏差ΔP和偏差变化率dΔP/dt的计算、分段PID参数K_p、K_i、K_d设定、前馈参数查表f(W_air_ref)以及PID输出占空比值计算θ＝f(W_air_ref)+K_p*ΔP+K_i*∫ΔP+K_d*dΔP/dt，同时将空气入口参考压力保持在压气设备3非正常震动限值内。

此外，为避免背压阀11的占空比频繁波动产生的震荡，设置空气入口压力偏差死区。当空气入口压力偏差在死区上下限之间，说明实际压力与参考压力偏差较小，则令背压阀11的占空比维持在上一时刻的占空比；当空气入口压力偏差超过死区，背压阀11根据控制器13计算结果调整占空比，并对背压阀11位置输出值的增减幅度和极值进行限制。同时在背压阀11控制使能但不需要对空气入口压力进行调控时，令背压阀11维持在固定的占空比位置。

本发明的优选实施例中，在压气设备3入口处设置空滤器1和气量计2，空气经过空滤器1作用后进入压气设备3，空气经过压气设备3的作用升温升压后进入降温装置5，降温后的空气进入加湿器6加湿，通过截门阀后进入电堆，电堆出空气管与加湿器6和背压阀11相连，空气反应后从电堆内部排出，此时的空气湿度大，进入加湿器6成为加湿来源，最后进入排气室12。通过合理地控制压气设备3转速和背压阀11占空比，提供合适地气量和压力，降低压气设备3寄生功率，提高电堆效率，延长电堆使用寿命。

本发明的优选实施例中，通过电堆、压气设备3、背压阀11和第二截门阀4与所述入口管和出气管相连，入口管包括进空气路和并联设置的出气主路16，进空气路上设置有压气设备3，出气主路16上设置有第二截门阀4，当氢气系统启动时，开启第二截门阀4，当空气系统停止时，关闭截门阀。当空气系统启动时，背压阀11开启至初始位置，若不需要对空气入口压力进行调控，则令背压阀11维持在固定的占空比位置。随后开启第一截门阀7，使空气系统形成密封回路，并以初始转速启动压气设备3，并设置压气设备3最低转速，从而形成了由压气设备3和背压阀11串联的空气供给系统。当电堆在低功率下工作时，压气设备3以不低于最低转速值的条件运行，保护了压气设备3工作的稳定性，避免非正常震动，当电堆在中高功率下工作时，根据当前最佳过量空气系数调整压气设备3转速，降低压气设备3寄生功率，同时背压阀11根据当前压气设备3转速和气量值改变占空比，调控电堆入口空气压力，提高空气系统工作效率，并满足系统的空气气量和压力要求。

本发明的优选实施例中，当控制单元收到需求功率(或电流)请求时，首先判断系统是否处于故障限功率状态，如果是，则会输出不同故障下的故障系数以降低请求电流。随后根据压气设备3、加热器和冷却水泵的反馈电流与请求电流计算得到系统实际需求电流，从而计算气量参考值，再将参考值与实际值之间的差值计算后送入控制器13，得出压气设备3转速计算值。最后根据实际阴极空气进口压力和气量参考值得到压气设备3转速前馈值，两者相加得到压气设备3转速信号并发送给压气设备3实现转速调控。同理，根据气量参考值得到阴极进口空气压力参考值和背压阀11占空比值，将占空比值与计算值相加得到背压阀11占空比信号，发送给背压阀11，在需求占空比下开启背压阀11。

上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。

Claims (6)

1.一种燃料电池空气供给系统，其特征在于，包括燃料电池电堆和控制器，所述燃料电池电堆的进气主管上从左边至右依次连接的加湿器、降温装置、压气设备、气量计和空滤器，所述燃料电池电堆的出气主路上从右至左依次连接的加湿器和排气室，所述燃料电池电堆与加湿器之间设置有第一截门阀，所述加湿器与排气室之间设置有背压阀，所述压气设备和所述排气室之间设置有第二截门阀，所述燃料电池电堆的进气主管上与控制器之间电连接有第一温度/压力传感器，所述燃料电池电堆的出气主路上与控制器之间电连接有第二温度/压力传感器；

所述控制器均与燃料电池电堆、第一温度/压力传感器、第二温度/压力传感器、第一截门阀、第二截门阀、背压阀、压气设备和气量计电连接且控制启闭。

2.根据权利要求1所述的燃料电池空气供给系统，其特征在于，所述出气主路与所述出气支路相连，所述出气支路与所述进气主管并联设置。

3.一种根据权利要求1所述的燃料电池空气供给系统的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、控制器根据不同的输入信号计算电燃料电池空气供给系统的物理值并进行故障诊断：控制器接收传感器以及不同接口所传输的信号，对其中的模拟量和开关量，根据模拟量和开关量的通道配置，进行区分并计算传感器电压值和所对应的物理值，同时进行故障诊断，随后将不同接口信号所对应的物理值和诊断结果输出给相应子系统，其中VCU请求的功率值被计算为原始电流请求值后输出给空气供给系统中的气体需求量计算模块；

S2、气体需求量计算模块根据物理值计算气量需求值：气体需求量计算模块收到原始电流请求值后，计算电堆输出电流目标值，根据电堆输出电流目标值计算气量需求值并输出给空气管理子系统；

S3、空气供给系统根据气量需求值计算压气设备转速和背压阀占空比：空气管理子系统根据气量和气体压力的需求值和实际值，分别计算二者的反馈偏差和偏差变化率并求得控制器参数和前馈参数，最终输出压气设备的目标转速值和背压阀的目标占空比。

4.根据权利要求3所述的燃料电池空气供给系统的控制方法，其特征在于，所述步骤S1中，通过以下方法进行故障诊断：首先对传感器诊断，根据传感器电压值进行传感器超限判断，若超限，则进一步判断故障等级，并发送给状态机控制系统做出动作；同时发送传感器检查未通过标志，判断故障项目；若无故障便正常运算；通过CAN节点获得的实际值送入控制器，进行下一步计算。

5.根据权利要求3所述的燃料电池空气供给系统的控制方法，其特征在于，所述步骤S2中，通过以下方法计算气量需求值：收到功率需求后，计算实际需求电流，判断系统需要加载或是减载，同时通过电堆冷却水温度和单电池平均电压控制加减载斜率，考虑系统当前状态进一步对需求电流和加减载斜率进行控制，随后根据系统当前状态与上一时刻状态计算输出电流目标值，根据输出电流目标值和电堆单电池数量，通过公式V_m__O2*N*I/(4*F*0.21)计算反应所需气量W_rec，根据反应所需气量和OER计算气量需求值W_ref。

6.根据权利要求3所述的燃料电池空气供给系统的控制方法，其特征在于，所述步骤S3中，通过以下方法计算压气设备转速和背压阀占空比：

S301、根据传感器测量的实际值和计算所得需求值之差ΔW＝W_ref-W_rec得到气量偏差以及偏差变化率dΔW/dt、查表获得分段参数K_p、K_i、K_d、利用函数关系f(P_air,W_ref)和n＝f(P_air,W_ref)+K_p*ΔW+K_i*∫ΔW+K_d*dΔW/dt分别求得前馈参数和目标转速值；

S302、控制器的计算中增加的越界保护措施，当积分输出项或压气设备的转速计算值越界时会触发越界保护和处理措施，对压气设备转速的增减幅度和极值进行限制；

S303、对气体压力进行控制，内部包括空气入口压力偏差ΔP和偏差变化率dΔP/dt的计算、分段PID参数K_p、K_i、K_d设定、前馈参数查表f(W_air_ref)以及PID输出占空比值计算θ＝f(W_air_ref)+K_p*ΔP+K_i*∫ΔP+K_d*dΔP/dt，同时将空气入口参考压力保持在压气设备非正常震动限值内；

S304、为避免背压阀的占空比频繁波动产生的震荡，设置空气入口压力偏差死区，当空气入口压力偏差在死区上下限之间，令背压阀的占空比维持在上一时刻的占空比；当空气入口压力偏差超过死区，背压阀根据控制器计算结果调整占空比，并对背压阀位置输出值的增减幅度和极值进行限制，同时在背压阀控制使能但不需要对空气入口压力进行调控时，令背压阀维持在固定的占空比位置。