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Auteur Huei Peng
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Affiner la rechercheControl-Oriented Modeling and Analysis for Automotive Fuel Cell Systems / Pukrushpan, Jay T. in Transactions of the ASME . Journal of dynamic systems, measurement, and control, Vol. 126 N° 1 (Mars 2004)
in Transactions of the ASME . Journal of dynamic systems, measurement, and control > Vol. 126 N° 1 (Mars 2004) . - 14-25 p.
Titre : Control-Oriented Modeling and Analysis for Automotive Fuel Cell Systems Titre original : Modélisation et Analyse d'une Commande-Orientée pour les Systèmes des Véhicules à Moteur de Cellules de Carburant Type de document : texte imprimé Auteurs : Pukrushpan, Jay T., Auteur ; Huei Peng, Auteur ; Stefanopoulou, Anna G. Article en page(s) : 14-25 p. Note générale : Génie Mécanique Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Cellule de carburant Modèle de commande Dynamique d'écoulement Compresseur Inertie Turbulence Index. décimale : 629.8 Résumé : Fuel Cells are electrochemical devices that convert the chemical energy of a gaseous fuel directly into electricity. They are widely regarded as a potential future stationary and mobile power source. The response of a fuel cell system depends on the air and hydrogen feed, flow and pressure regulation, and heat and water management. In this paper, we develop a dynamic model suitable for the control study of fuel cell systems. The transient phenomena captured in the model include the flow and inertia dynamics of the compressor, the manifold filling dynamics (both anode and cathode), reactant partial pressures, and membrane humidity. It is important to note, however, that the fuel cell stack temperature is treated as a parameter rather than a state variable of this model because of its long time constant. Limitations and several possible applications of this model are presented.
Les cellules de carburant sont des dispositifs électrochimiques qui convertissent l'énergie chimique d'un combustible gazeux directement en électricité. Elles sont largement considérées comme une future source d'énergie stationnaire et mobile potentielle. La réponse d'un système de cellules de carburant dépend de l'alimentation d'air et d'hydrogène, du règlement d'écoulement et de pression, et de la gestion de la chaleur et de l'eau. En cet article, nous développons un approprié modèle dynamique à l'étude de commande des systèmes de cellules de carburant. Les phénomènes passagers capturés dans le modèle incluent la dynamique d'écoulement et d'inertie du compresseur, la dynamique remplissante de tubulure (anode et cathode), des pressions partielles de réactif, et l'humidité de membrane. Il est important de noter, cependant, que la température de pile de cellules de carburant est traitée comme paramètre plutôt que variable d'état de ce modèle en raison de sa longue constante de temps. Des limitations et plusieurs applications possibles de ce modèle sont présentées.En ligne : pukrushp@umich.edu [article] Control-Oriented Modeling and Analysis for Automotive Fuel Cell Systems = Modélisation et Analyse d'une Commande-Orientée pour les Systèmes des Véhicules à Moteur de Cellules de Carburant [texte imprimé] / Pukrushpan, Jay T., Auteur ; Huei Peng, Auteur ; Stefanopoulou, Anna G. . - 14-25 p.
Génie Mécanique
Langues : Anglais (eng)
in Transactions of the ASME . Journal of dynamic systems, measurement, and control > Vol. 126 N° 1 (Mars 2004) . - 14-25 p.
Mots-clés : Cellule de carburant Modèle de commande Dynamique d'écoulement Compresseur Inertie Turbulence Index. décimale : 629.8 Résumé : Fuel Cells are electrochemical devices that convert the chemical energy of a gaseous fuel directly into electricity. They are widely regarded as a potential future stationary and mobile power source. The response of a fuel cell system depends on the air and hydrogen feed, flow and pressure regulation, and heat and water management. In this paper, we develop a dynamic model suitable for the control study of fuel cell systems. The transient phenomena captured in the model include the flow and inertia dynamics of the compressor, the manifold filling dynamics (both anode and cathode), reactant partial pressures, and membrane humidity. It is important to note, however, that the fuel cell stack temperature is treated as a parameter rather than a state variable of this model because of its long time constant. Limitations and several possible applications of this model are presented.
Les cellules de carburant sont des dispositifs électrochimiques qui convertissent l'énergie chimique d'un combustible gazeux directement en électricité. Elles sont largement considérées comme une future source d'énergie stationnaire et mobile potentielle. La réponse d'un système de cellules de carburant dépend de l'alimentation d'air et d'hydrogène, du règlement d'écoulement et de pression, et de la gestion de la chaleur et de l'eau. En cet article, nous développons un approprié modèle dynamique à l'étude de commande des systèmes de cellules de carburant. Les phénomènes passagers capturés dans le modèle incluent la dynamique d'écoulement et d'inertie du compresseur, la dynamique remplissante de tubulure (anode et cathode), des pressions partielles de réactif, et l'humidité de membrane. Il est important de noter, cependant, que la température de pile de cellules de carburant est traitée comme paramètre plutôt que variable d'état de ce modèle en raison de sa longue constante de temps. Des limitations et plusieurs applications possibles de ce modèle sont présentées.En ligne : pukrushp@umich.edu
in Transactions of the ASME . Journal of dynamic systems, measurement, and control > Vol. 130 n°4 (Juillet 2008) . - 9 p.
Titre : Nonminimum-phase phenomenon of PEM fuel cell membrane humidifiers Type de document : texte imprimé Auteurs : Chen, Dongmei, Auteur ; Huei Peng, Auteur Année de publication : 2008 Article en page(s) : 9 p. Note générale : dynamic systems Langues : Anglais (eng) Mots-clés : air flow; humidifiers; membranes; vapors; temperature; water; fuel cells Résumé : A membrane-based humidifier that uses cooling water of a fuel cell system to humidify the inlet air is modeled and analyzed in this paper. This four-state lumped model is simple and yet captures the humidification behavior accurately. A peculiar characteristic of this system is the fact that it exhibits nonminimum-phase (NMP) behavior. The reason the NMP behavior exists and the effect of system parameters on the location of the NMP zero are analyzed. A proportional control algorithm is proposed to reject the effect of system disturbances, and a feed-forward algorithm is developed to ensure proper humidifier operation under air flow rate changes. Because the NMP zero exists in the disturbance-to-output loop, the proposed algorithm was found to successfully eliminate the undershoot phenomena associated with the NMP zero. However, the disturbance-to-output loop is coupled with input-to-output loop, and the NMP zero could affect the feedback control design. En ligne : http://dynamicsystems.asmedigitalcollection.asme.org/issue.aspx?journalid=117&is [...] [article] Nonminimum-phase phenomenon of PEM fuel cell membrane humidifiers [texte imprimé] / Chen, Dongmei, Auteur ; Huei Peng, Auteur . - 2008 . - 9 p.
dynamic systems
Langues : Anglais (eng)
in Transactions of the ASME . Journal of dynamic systems, measurement, and control > Vol. 130 n°4 (Juillet 2008) . - 9 p.
Mots-clés : air flow; humidifiers; membranes; vapors; temperature; water; fuel cells Résumé : A membrane-based humidifier that uses cooling water of a fuel cell system to humidify the inlet air is modeled and analyzed in this paper. This four-state lumped model is simple and yet captures the humidification behavior accurately. A peculiar characteristic of this system is the fact that it exhibits nonminimum-phase (NMP) behavior. The reason the NMP behavior exists and the effect of system parameters on the location of the NMP zero are analyzed. A proportional control algorithm is proposed to reject the effect of system disturbances, and a feed-forward algorithm is developed to ensure proper humidifier operation under air flow rate changes. Because the NMP zero exists in the disturbance-to-output loop, the proposed algorithm was found to successfully eliminate the undershoot phenomena associated with the NMP zero. However, the disturbance-to-output loop is coupled with input-to-output loop, and the NMP zero could affect the feedback control design. En ligne : http://dynamicsystems.asmedigitalcollection.asme.org/issue.aspx?journalid=117&is [...]
in Transactions of the ASME . Journal of dynamic systems, measurement, and control > Vol. 127, N° 3 (Septembre 2005) . - 406-414 p.
Titre : Rollover Warning for Articulated Heavy Vehicles Based on a Time to Rollever Metric Titre original : Avertissement de Renversement pour les Véhicules Lourds Articulés Basés sur un Moment à Rollever Métrique Type de document : texte imprimé Auteurs : Chen, Bo-Chiuan, Auteur ; Huei Peng, Auteur Article en page(s) : 406-414 p. Note générale : Génie Mécanique Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Rollever métrique Véhicule lourd Approche innovatrice Conception Réseau neurologique Index. décimale : 620.1/389 Résumé : A Time To Rollever (TTR) metric is proposed as the basis to asses rollever threat for an articulated heavy vehicle. The TTR metric accurately "counts-down" toward rolleverregardless of vehicle speed and steering patterns, so that the level of rollever threat is accurately assessed. There are two conflicting requirements in the implementation of TTR. On the one hand, a model significantly faster than real-time is needed. On the order hand, the TTR predicted by this model needs to be accurate enough under all driving scenarios. An innovative approach is proposed in this paper to solve this dilemma and the design process is illustrated in an example. First, a simple yet reasonably accurate yaw/roll model is identified. A Neural Network (NN) is then developed to mitigate the accuracy problem of this simple model. The NN takes the TTR generated by the simple model, vehicle roll angle, and change of roll angle to generate an exhanced NN-TTR index. The NN was trained and verified under a variety of driving patterns. It was found that an accurate TTR is achieved across all the driving scenarios we tested.
On propose un moment à Rollever (TTR) métrique comme base à la menace de rollever d'ânes pour un véhicule lourd articulé. Le TTR métrique exactement "compte-vers le bas" vers rollever regardless des modèles de vitesse et de direction de véhicule, de sorte que le niveau de la menace de rollever soit exactement évalué. Il y a deux conditions contradictoires dans l'exécution de TTR. D'une part, un modèle sensiblement plus rapidement que le temps réel est nécessaire. Sur la main d'ordre, le TTR a prévu par ce modèle doit être assez précis sous tous les scénarios de conduite. Une approche innovatrice est proposée en cet article pour résoudre ce dilemme et le processus de conception est illustré dans un exemple. D'abord, un modèle simple pourtant raisonnablement précis de yaw/roll est identifié. Un réseau neurologique (NN) est alors développé pour atténuer le problème d'exactitude de ce modèle simple. Le NN prend le TTR produit par le modèle simple, angle de roulement de véhicule, et le changement de l'angle de roulement pour produire de l'exhanced l'index de NN-TTR. Le NN a été formé et vérifié sous une variété de conduire des modèles. On l'a constaté qu'un TTR précis est réalisé à travers tous les scénarios de conduite que nous avons examinés.En ligne : bochen@ntut.edu.tw, hpeng@umich.edu. [article] Rollover Warning for Articulated Heavy Vehicles Based on a Time to Rollever Metric = Avertissement de Renversement pour les Véhicules Lourds Articulés Basés sur un Moment à Rollever Métrique [texte imprimé] / Chen, Bo-Chiuan, Auteur ; Huei Peng, Auteur . - 406-414 p.
Génie Mécanique
Langues : Anglais (eng)
in Transactions of the ASME . Journal of dynamic systems, measurement, and control > Vol. 127, N° 3 (Septembre 2005) . - 406-414 p.
Mots-clés : Rollever métrique Véhicule lourd Approche innovatrice Conception Réseau neurologique Index. décimale : 620.1/389 Résumé : A Time To Rollever (TTR) metric is proposed as the basis to asses rollever threat for an articulated heavy vehicle. The TTR metric accurately "counts-down" toward rolleverregardless of vehicle speed and steering patterns, so that the level of rollever threat is accurately assessed. There are two conflicting requirements in the implementation of TTR. On the one hand, a model significantly faster than real-time is needed. On the order hand, the TTR predicted by this model needs to be accurate enough under all driving scenarios. An innovative approach is proposed in this paper to solve this dilemma and the design process is illustrated in an example. First, a simple yet reasonably accurate yaw/roll model is identified. A Neural Network (NN) is then developed to mitigate the accuracy problem of this simple model. The NN takes the TTR generated by the simple model, vehicle roll angle, and change of roll angle to generate an exhanced NN-TTR index. The NN was trained and verified under a variety of driving patterns. It was found that an accurate TTR is achieved across all the driving scenarios we tested.
On propose un moment à Rollever (TTR) métrique comme base à la menace de rollever d'ânes pour un véhicule lourd articulé. Le TTR métrique exactement "compte-vers le bas" vers rollever regardless des modèles de vitesse et de direction de véhicule, de sorte que le niveau de la menace de rollever soit exactement évalué. Il y a deux conditions contradictoires dans l'exécution de TTR. D'une part, un modèle sensiblement plus rapidement que le temps réel est nécessaire. Sur la main d'ordre, le TTR a prévu par ce modèle doit être assez précis sous tous les scénarios de conduite. Une approche innovatrice est proposée en cet article pour résoudre ce dilemme et le processus de conception est illustré dans un exemple. D'abord, un modèle simple pourtant raisonnablement précis de yaw/roll est identifié. Un réseau neurologique (NN) est alors développé pour atténuer le problème d'exactitude de ce modèle simple. Le NN prend le TTR produit par le modèle simple, angle de roulement de véhicule, et le changement de l'angle de roulement pour produire de l'exhanced l'index de NN-TTR. Le NN a été formé et vérifié sous une variété de conduire des modèles. On l'a constaté qu'un TTR précis est réalisé à travers tous les scénarios de conduite que nous avons examinés.En ligne : bochen@ntut.edu.tw, hpeng@umich.edu.
in IEEE Transactions on control systems technology > Vol. 18 N° 3 (Mai 2010) . - pp. 673-687
Titre : SP-SDP for fuel consumption and tailpipe emissions minimization in an EVT hybrid Type de document : texte imprimé Auteurs : Ed D. Tate, Auteur ; Grizzle, J. W., Auteur ; Huei Peng, Auteur Année de publication : 2011 Article en page(s) : pp. 673-687 Note générale : Génie Aérospatial Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Dynamic programming Fuel economy Hybrid electric vehicle Powertrain control Index. décimale : 629.1 Résumé : Control strategies have been developed for hybrid electric vehicles (HEV) that minimize fuel consumption while satisfying a charge sustaining constraint. Since one of the components of an HEV is typically the ubiquitous internal combustion engine, tailpipe emissions must also be considered. This paper uses shortest-path stochastic dynamic programming (SP-SDP) to address the minimization of a weighted sum of fuel consumption and tailpipe emissions for an HEV equipped with a dual mode electrically variable transmission (EVT) and a catalytic converter. The shortest path formulation of SDP is chosen to directly address the charge sustaining requirement. Using simple methods, an SP-SDP solution required more than eight thousand hours. Using linear programming and duality, an SP-SDP problem is solved in about three hours on a desktop PC. The resulting time-invariant feedback controller reduces tailpipe emissions by more than 50% when compared to a popular baseline controller.
DEWEY : 629.1 ISSN : 1063-6536 En ligne : http://ieeexplore.ieee.org/xpl/freeabs_all.jsp?arnumber=5229347 [article] SP-SDP for fuel consumption and tailpipe emissions minimization in an EVT hybrid [texte imprimé] / Ed D. Tate, Auteur ; Grizzle, J. W., Auteur ; Huei Peng, Auteur . - 2011 . - pp. 673-687.
Génie Aérospatial
Langues : Anglais (eng)
in IEEE Transactions on control systems technology > Vol. 18 N° 3 (Mai 2010) . - pp. 673-687
Mots-clés : Dynamic programming Fuel economy Hybrid electric vehicle Powertrain control Index. décimale : 629.1 Résumé : Control strategies have been developed for hybrid electric vehicles (HEV) that minimize fuel consumption while satisfying a charge sustaining constraint. Since one of the components of an HEV is typically the ubiquitous internal combustion engine, tailpipe emissions must also be considered. This paper uses shortest-path stochastic dynamic programming (SP-SDP) to address the minimization of a weighted sum of fuel consumption and tailpipe emissions for an HEV equipped with a dual mode electrically variable transmission (EVT) and a catalytic converter. The shortest path formulation of SDP is chosen to directly address the charge sustaining requirement. Using simple methods, an SP-SDP solution required more than eight thousand hours. Using linear programming and duality, an SP-SDP problem is solved in about three hours on a desktop PC. The resulting time-invariant feedback controller reduces tailpipe emissions by more than 50% when compared to a popular baseline controller.
DEWEY : 629.1 ISSN : 1063-6536 En ligne : http://ieeexplore.ieee.org/xpl/freeabs_all.jsp?arnumber=5229347
in Transactions of the ASME . Journal of dynamic systems, measurement, and control > Vol. 133 N° 6 (Novembre 2011) . - 10 p.
Titre : Supervisory control of parallel hybrid electric vehicles for fuel and emission reduction Type de document : texte imprimé Auteurs : Dongsuk Kum, Auteur ; Huei Peng, Auteur ; Norman K. Bucknor, Auteur Année de publication : 2012 Article en page(s) : 10 p. Note générale : Dynamic systems Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Air pollution control Catalysis Dynamic programming Engines Exhaust systems Fuel economy Hybrid electric vehicles Minimisation Optimal control Index. décimale : 553 Géologie économique. Minérographie. Minéraux. Formation et gisements de minerais Résumé : Past research on hybrid electric vehicles (HEVs) focused primarily on improving their fuel economy. Emission reduction is another important performance attribute that needs to be addressed. When emissions are considered for hybrid vehicles with a gasoline engine, horizon-based optimization methodologies should be used because the light-off of the three-way catalytic converter heavily depends on the warming-up of catalyst temperature. In this paper, we propose a systematic design method for a cold-start supervisory control algorithm based on the dynamic programming (DP) methodology. First, a system-level parallel HEV model is developed to efficiently predict tailpipe emissions as well as fuel economy. The optimal control problem for minimization of cold-start emissions and fuel consumption is then solved via DP. Since DP solution cannot be directly implemented as a real-time controller, more useful control strategies are extracted from DP solutions over the entire state space via the comprehensive extraction method. The extracted DP results indicate that the engine on/off, gear-shift, and power-split strategies must be properly adjusted to achieve fast catalyst warm-up and low cold-start tailpipe emissions. Based on DP results, we proposed a rule-based control algorithm that is easy to implement and adjust while achieving near-optimal fuel economy and emission performance. DEWEY : 553 ISSN : 0022-0434 En ligne : http://asmedl.org/getabs/servlet/GetabsServlet?prog=normal&id=JDSMAA000133000006 [...] [article] Supervisory control of parallel hybrid electric vehicles for fuel and emission reduction [texte imprimé] / Dongsuk Kum, Auteur ; Huei Peng, Auteur ; Norman K. Bucknor, Auteur . - 2012 . - 10 p.
Dynamic systems
Langues : Anglais (eng)
in Transactions of the ASME . Journal of dynamic systems, measurement, and control > Vol. 133 N° 6 (Novembre 2011) . - 10 p.
Mots-clés : Air pollution control Catalysis Dynamic programming Engines Exhaust systems Fuel economy Hybrid electric vehicles Minimisation Optimal control Index. décimale : 553 Géologie économique. Minérographie. Minéraux. Formation et gisements de minerais Résumé : Past research on hybrid electric vehicles (HEVs) focused primarily on improving their fuel economy. Emission reduction is another important performance attribute that needs to be addressed. When emissions are considered for hybrid vehicles with a gasoline engine, horizon-based optimization methodologies should be used because the light-off of the three-way catalytic converter heavily depends on the warming-up of catalyst temperature. In this paper, we propose a systematic design method for a cold-start supervisory control algorithm based on the dynamic programming (DP) methodology. First, a system-level parallel HEV model is developed to efficiently predict tailpipe emissions as well as fuel economy. The optimal control problem for minimization of cold-start emissions and fuel consumption is then solved via DP. Since DP solution cannot be directly implemented as a real-time controller, more useful control strategies are extracted from DP solutions over the entire state space via the comprehensive extraction method. The extracted DP results indicate that the engine on/off, gear-shift, and power-split strategies must be properly adjusted to achieve fast catalyst warm-up and low cold-start tailpipe emissions. Based on DP results, we proposed a rule-based control algorithm that is easy to implement and adjust while achieving near-optimal fuel economy and emission performance. DEWEY : 553 ISSN : 0022-0434 En ligne : http://asmedl.org/getabs/servlet/GetabsServlet?prog=normal&id=JDSMAA000133000006 [...]
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