【摘 要】
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随着燃料电池动力系统研发工作的推进，作为产品的安全性问题逐步成为研究的重点。本文以国家“863”计划燃料电池轿车专项及其动力总成控制系统子课题为背景，重点针对电－电混合
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随着燃料电池动力系统研发工作的推进，作为产品的安全性问题逐步成为研究的重点。本文以国家“863”计划燃料电池轿车专项及其动力总成控制系统子课题为背景，重点针对电－电混合燃料电池汽车动力系统，侧重其随机特性，研究其故障诊断和容错控制问题的理论和应用。
本文先综合目前多种评价安全性的方法和理论，提出了基于系统完整性分析的故障诊断和容错控制体系。围绕完整性分析，完整性目标设定，完整性提高策略提出及实践，完整性测试这些方面，体系化地为燃料电池动力系统建立了提高安全性的流程，依据故障和失效的不同性质，提出了改善动力系统安全性的主动和被动手段。在燃料电池动力系统的实践上，侧重主动手段，探索了利用卡尔曼滤波的方法实现状态估计的故障诊断和容错控制方法，解决了实际工程问题。在实现的过程中，对所建立的燃料电池动力系统确定性模型进行了随机特性的扩展，尝试将燃料电池动力系统中的噪声污染用数学的方式进行了描述。在考虑了随机特性的燃料电池动力系统离散数学模型的基础上，利用扩展卡尔曼滤波，借助其在定常系统在确定性输入信号作用情况下的状态估计算法，解决了燃料电池动力系统的状态估计问题，实现了一定的解析冗余。
利用二阶故障检测方法，分析实际燃料电池大巴运行过程中的数据，利用卡尔曼滤波状态估计的结果，生成了用于故障诊断的状态残差，并且在残差分析中，实现了故障的检测。在检测结果的基础上，利用状态观测结果重构动力系统状态，实现了在动力系统出现诸如传感器故障情况下的容错控制。
通过上述主动手段，结合在分析中指出的被动手段，可以系统地提高燃料电池动力系统的完整性，为提高燃料电池汽车的安全性，提供系统的解决方法，对燃料电池动力系统的开发具有一定的实用价值
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