基于SIRMs的一类燃料电池系统控制策略设计及仿真

针对一类氢气-空气质子交换膜燃料电池流量欠驱动系统,提出了基于SIRMs的模糊控制策略,采用随机搜索的方法动态优化控制器参数,实现了以一个调节手段(空气质量流量计的给定电压)去控制两个被控变量(阴极压力和空气流量)的需求,同时阳极压力在PID控制器的作用下能跟随阴极压力的变化。仿真结果证实了该方法的有效性。     

PEMFC的动态特性分析及其PID控制

针对质子交换膜燃料电池(PEMFC)控制系统的非线性、时滞性、复杂性等特点,利用Matlab/Simulink仿真软件建立PEMFC电堆工作仿真模型。在此基础上,采用比例积分微分(PID)算法控制器控制电堆的输出电流。讨论了当电堆输出电流出现阶跃变化时,电堆输出电压、输出功率以及电堆效率的动态响应,并对仿真结果进行了比较分析。仿真结果表明,该模型能够较好地反映PEMFC系统的动态性能,采用的算法具有较好的鲁棒性,有助于改善PEMFC控制系统的设计,提高其性能。     

燃料电池热管理系统的动态仿真及控制

质子交换膜燃料电池(PEMFC)在常温启动阶段的电堆升温较慢，性能低效，且冷却液流量与散热空气流量的控制有耦合作用。针对常温启动升温较慢的问题，合理设计热管理系统，提高输出性能；针对冷却液流量与散热空气流量控制存在耦合关系，提出冷却液流量跟随热量控制，线性自抗扰控制空气流量的联合控制策略，实现水泵流量和散热空气流量控制的解耦。仿真结果表明，联合控制策略能够在100 s内将电堆温度从常温升到80℃,且冷却液出入堆温差稳定在5℃;面对输入扰动时，电堆温度的超调量仅为0.5%,且在50 s内电堆温度再次稳定在80℃,超调量仅为比例-积分-微分控制器(PID)的8.82%,响应速度提升50 s。该控制策略能较好地控制电堆温度及冷却液出入堆温差。     

TCSC自适应非线性PID控制器设计

为了克服常规PID稳定范围较小,适应性及鲁棒性较差等缺陷,应用非线性控制理论,基于反馈线性化及一类非线性PID的思想,设计了一种用于可控串联补偿(TCSC)的新型自适应非线性PID控制器。这种控制器具有不依赖于被控系统知识的特点,时系统工作点和网络结构的变化具有良好的鲁棒性。数值仿真结果表明,这种非线性PID控制器的控制品质好,不但能有效地改善电力系统暂态稳定性,而且具有较强的适应性和鲁棒性。     

用于静止无功补偿器的非线性PID控制器

为了克服常规PID稳定范围较小，适应性及鲁棒性较差及微分信号难于提取等缺陷，应用非线性控制理论，基于非线性跟踪微分器及PID校正的思想，设计了一种用于静止无功补偿器（SVC）的新型非线性PID控制器，这种控制器具有不依赖于被控系统知识的特点，对系统工作点和网络结构的变化具有良好的鲁棒性且结构简单，易于实现，数值仿真结果表明，这种非线性PID控制器的控制品质好，不但能有效地改善电力系统功角稳定性和SVC安装点的电压动态特性，而且具有较强的适应性和鲁棒性。     

基于模糊PID双模控制的同步发电机励磁控制器仿真研究

PID控制策略是励磁系统的主要控制方式,但当系统工况发生变化时,其不能满足系统运行的动态和稳定性要求。为克服PID控制策略的缺点,设计一种模糊PID双模控制器。仿真结果表明,基于模糊PID双模控制的同步发电机励磁控制器可以明显改善发电机在扰动条件下的动态特性,具有响应速度更快的特点,实现了励磁系统的稳定控制。     

板球控制系统的PD型模糊控制算法研究

针对具有非线性特性的系统,设计了一种PD型模糊逻辑控制器.该控制器在matlab仿真环境下对简化的模型进行仿真实验,通过仿真结果清晰地看出所设计的PD模糊控制器能够准确实现球的定点稳定、路径设置及跟踪等各种控制任务.且其动态特性和稳态特性都优于传统PID控制器的控制效果.     

基于PFDL的阴极开放式PEMFC系统无模型自适应预测控制

为使得阴极开放式质子交换膜燃料电池(proton exchange membrane fuel cell,PEMFC)的运行保持最优输出性能,提出一种基于偏格式动态线性化的无模型自适应预测控制策略,实现电堆的性能优化。通过偏格式动态线性化的方法,将阴极开放式PEMFC这一非线性时变系统等价转换为动态线性化数据模型,继而实现对非线性控制对象的控制。在搭建的测控平台上进行实验,验证动态线性化数学模型的正确性以及控制策略的可靠性。通过与传统的PID控制策略对比,所提出的控制策略能够快速准确地使电堆输出较高的功率,证明了该控制策略具有优越性同时使得系统具有较好的动态性能,有利于质子交换膜燃料电池的长远稳定运行。     

一种混合模糊PID控制在DC-DC变换器中的应用

DC-DC变换器是一种强非线性系统，单一的控制策略往往不能满足系统动静态指标的曼求。针对这种情况，提出一种混合模糊PID控制策略。以优化的PID控制器为基础，通过模糊控制对PID控制器进行增益调节，达到和非线性PID控制相同的效果。汁算机仿真结果验证了这种混合控制策略的控制性能，极大地改善了DCDC变换器系统的动态特性。     

一种模糊PID控制系统

提出一种模糊PID控制系统。由于该模糊PID控制器能够自适应地调节比例、积分、微分的作用,从而使系统具有超调量小、鲁棒性、自适应性强、调节时间短的优点,克服了传统PID控制器的缺点。对PID控制器和模糊PID控制器使用Matlab的Simulink工具进行仿真,仿真结果证明了该模糊PID控制器优于经典PID控制器。     

喷射器在燃料电池阳极循环回收系统中的应用

在燃料电池阳极系统中,使用喷射器装置将阳极未反应完的燃料循环回收,可以在保证燃料充分供应的同时,避免由于燃料浪费而导致整个系统效率降低。在完成喷射器的设计和模型之后,将其与燃料电池及其他装置集成,实现了完整的燃料电池阳极循环回收系统模型。在MATLAB/SIMULINK环境里,采用比例-积分-微分(PID)方法控制阳极的湿度和压力,实现了燃料电池阳极系统的实时仿真运行,运行性能稳定。     

一种单神经元PID控制的单相APFC的设计

介绍了传统平均电流控制型APFC变换器的结构,对其控制原理分析后,提出了一种新的控制方法。APFC变换器本身是一个非线性、周期时变的动态系统,采用传统的PID控制难以达到令人满意的效果,单神经元PID控制可以利用其非线性、变结构、自适应等优点来提高APFC系统的动态响应和抗扰能力。通过Matlab/Simulink仿真结果表明,由神经网络控制的变换器,在一定程度上解决了传统PID控制器难于在线实时整定参数、对时变系统进行有效控制的不足,证明了设计的可行性。     

10kW PEMFC动态系统建模与控制

以质子交换膜燃料电池(PEMFC)动态系统为研究对象。首先将质子交换膜燃料电池划分为氢气动态模型、空气动态模型、电化学电压模型和温度动态模型四部分建模;其次根据系统运行要求设计控制策略:氧气化学计量比前馈控制,阴极和阳极压力差PID控制和温度滑模控制;最后应用所建立的模型和控制策略对10 kW质子交换膜燃料电池进行仿真运行分析,结果证明所设计的系统能模拟PEMFC动态系统运行。     

感应电机模糊自整定PID控制器设计与仿真

感应电机(IM)的动力学特性是一个高阶、非线性、强耦合的系统,采用传统的PID控制方法进行控制,难以达到理想的控制效果.采用模糊控制理论与常规PID控制相结合组成模糊PID控制器,应用模糊算法在线自动整定PID参数的方法,并将其应用于感应电机调速控制系统.仿真与试验结果表明,该模糊PID控制的效果明显优于常规PID控制...     

动态响应对质子交换膜燃料电池性能影响研究

基于工况变化复杂,动态负载对车用质子交换膜燃料电池(proton exchange membrane fuel cell,PEMFC)发动机的影响备受关注。由于其动态特性,燃料电池动态输出在一定程度上影响着电池的性能和寿命。研究PEMFC单电池在动态负载变化时的动态特性,通过瞬态测试方法,结合理论分析,对PEMFC动态响应特性的多个方面进行研究。研究了气体流量、加湿度等操作条件对PEMFC动态响应的影响。结果表明,当阴极空气化学计量比大于3时,在低电流密度区,PEMFC低调差别不明显,高电流密度区由于水的堆积,依然有较大差别,电流密度阶跃越大,其差别越大;阴极空气加湿湿度太低或者太高都会引起PEMFC动态响应的较大变化,PEMFC的动态响应性能在高于50%但是小于100%加湿,会达到一个很好的动态响应性能。     

无刷直流电机单神经元PI控制器的设计

研究了一种基于专家系统的单神经元PI控制器,并将其应用于无刷直流电机调速系统中.控制器实现了PI参数的在线调整,在具有PID控制器良好动态性能的同时,减少微分项对系统稳态运行时的影响,并较好地克服了无刷直流电机非线性、参数易变的影响.仿真结果表明,基于专家系统的单神经元PI控制器自适应能力好,响应快,鲁棒性强,系统静态和动态特性良好.     

基于BP神经网络的无刷直流电机控制器优化设计

无刷直流电机是一个多变量、强耦合的非线性系统,用常规的线性控制方法很难达到理想的控制效果。为了克服常规PID控制方法的不足,应用了BP神经网络对速度控制器的PID参数进行了优化设计。使用MATLAB仿真结果表明,采用BP神经网络这种控制方式的无刷直流电机调速系统具有良好的动态性能和稳态精度,能达到进一步优化控制系统性能的目的。     

基于动态解耦的模糊多模型协调控制系统应用研究

大型火电单元机组的协调控制对象是一个多变量、强耦合的控制对象,针对此对象设计合适的解耦控制器是急需解决的问题。由于非线性系统可以用多个线性模型来逼近,多模型方法被认为是处理非线性系统常用的方法和技术。该文以330MW单元机组为仿真模型,针对协调控制系统的非线性和耦合等特性,首先建立协调控制系统的非线性模型,然后对此模型在3个工况点下进行线性化,设计与之对应的多变量动态解耦控制器,进而用T-S模糊模型合成出模糊多模型全局控制系统。仿真研究结果证明了这种新型协调控制系统的有效性。     

动态矩阵预测控制在微型燃气轮机中的应用

可调回热式微型燃气轮机具有多变量、强耦合、非线性、参数时变等诸多复杂的特性,常规控制方法难以满足控制要求。对于两输入两输出的微型燃气轮机控制系统设计,如何准确快速地实现扰动下的稳定输出,是设计控制系统的关键。首先文中基于动态矩阵预测算法设计出预测控制器,并给出误差校正矩阵、误差权矩阵、控制权矩阵和柔化系数矩阵关键控制参数分析;接着在稳定工况点下,设计了转速给定值扰动、燃料量内扰下的预测控制策略;最后基于传递函数模型进行仿真控制分析,结果验证了该控制方法能够更好地符合快速性、鲁棒性和抗扰动的控制要求,并且超调量比常规PID控制方法要小。     

火电厂球磨机制粉系统的自调整模糊控制

火电厂球磨机制粉系统是一个典型的3输入－3输出系统。其输入为再循环风门开度、热风门开度、给煤机转速,输出为磨入口负压、磨出口温度、磨前后差压。各变量之间存在严重耦合,利用PID控制很难达到理想效果。针对这些特点,提出了一种自调整模糊控制算法。该算法充分考虑了各变量之间的耦合关系,利用模型控制公式进行了有效解耦,并且可根据运行状况自动调整各变量的偏差及其变化率在算法中所占比重。对各种非正常工况采用不同控制方案,有效预防了正压跑粉、堵煤等各种故障的发生。仿真研究及现场实际应用表明,该算法运算简单,不涉及复杂的模糊控制规则,易于工程实现,用于实际电厂取得满意的控制效果。