PEM燃料电池加湿器温度系统的模型辨识与控制

本文分析了质子交换膜燃料电池的膜加湿器系统,介绍了采用本课题组开发的NetCon控制器对加湿器系统进行数据采集和温度控制的系统集成方案。在此基础上辨识了加湿系统的温度模型,并采用变速积分PID控制算法控制加湿器的温度。仿真和实验结果表明,辨识得到的加湿系统温度模型能够准确地描述被控对象,本文采用的控制策略可以得到满意的控制效果。     

高压饱和气体制备系统饱和室多变量控制研究

高压饱和气体制备系统的饱和室出口压力、流量和温度调节系统是一个相互耦合的三输入三输出系统。针对以上特点采用部分解耦控制策略,压力—流量调节子系统采用静态解耦的专家控制方式,温度调节子系统采用串级模糊PID控制方式。通过仿真试验证明这种控制策略能够获得良好的控制效果。     

一种神经网络PID控制在燃料电池测试系统中的应用研究

对燃料电池测试系统中露点加湿器的温度控制进行研究,提出了一种用BP神经网络进行参数整定、积分分离的PID控制算法.利用神经网络的任意非线性表达能力,通过对系统的学习来调整PID参数,实现最优的PID控制.通过在实际燃料电池测试系统中的实验表明,这一算法实现的PID控制系统控制稳态好、过冲小、收敛快.     

基于参数自整定Fuzzy-PID控制器的气体温控系统

本文设计建立了快响应气体温度控制系统，通过对系统控制策略的理论和实验研究，实现了快响应气体温度控制系统的高精度快响应控制。首先，结合运用传热学、热力学和气动伺服控制技术相关理论，建立了快响应气体温度控制系统的数学模型;其次，对快响应气体温度控制系统进行了相应控制策略的研究。本文设计出参数自整定FUZZY-PID控制器，同PID控制相比，本文所提出的控制策略能明显改善系统的动静态性能。     

水冷型PEMFC温湿度建模与智能控制

当负载电流一定时,质子交换膜燃料电池(PEMFC)的工作温度和质子膜的相对湿度是影响电池输出性能的主要因素。分析电池电流密度与最优工作温湿度的关系,建立基于温湿度耦合模型的最优温湿度操作条件的电压模型。通过对冷却水流量和阴阳极气体加湿度进行综合控制,保持电堆的工作温湿度在最佳状态,不仅保证了电池最优的输出性能,还可以延长其使用寿命。根据仿真试验结果比较可以看到,所建立的温湿度模型能够有效降低温湿度之间的耦合作用,设计的变论域模糊比例积分微分(PID)温度控制器和反向传播(BP)神经网络湿度控制器能够快速地响应负载电流的变化,明显减少进气气体湿度以及电堆出口冷却水温度的调节时间和超调量,具有更准确的控制精度。     

智能家居小车

普通空气加湿器加湿范围有限,无法调节整个室内湿度。设计了智能家居小车可移动地对室内加湿,利用单片机控制技术、PID控制、模糊控制完成对整个室内湿度的平衡,并可以对温度过高以及烟雾浓度进行监测,对室内可能发生的火灾预警。     

基于网络学习控制的燃料电池测试系统研究及应用

氢-氧燃料电池测试系统对温度、压力、流量、湿度等系统控制参数的控制精度、稳定性和鲁棒性的要求很高,而温度、湿度、流量等参数具有滞后、非线性且相互耦合的特性,因而单独对其进行控制是很难的.为了提高燃料电池的性能,提出了一种基于网络学习的控制策略:对温度、流量基本的控制由其自身的控制器完成,系统参数的优化,协调控制由网络学习单元完成,同时网络学习单元根据现场运行的实际情况实时优化和自适应调节本地控制器参数.同时,在网络学习单元建立了一个网络服务器,能够让用户在远程进行燃料电池测试试验,并可浏览相关的信息,真正实现了"管控一体化"和打破了"自动化孤岛"的现象.此外,对燃料电池进行了阻抗分析,为燃料电池的设计提供了依据.现场运行表明,本测试系统具有良好的稳定性和鲁棒性,能够对燃料电池进行有效的测试及分析.     

加权多模型自适应控制在脱硝系统中的应用

针对火电厂变负荷运行时SCR脱硝系统出口NOx浓度波动较大的问题,采用加权多模型自适应控制(WMMAC)策略对出口NOx浓度进行控制,建立了能够覆盖不同负荷下被控对象动态特性的模型集。针对每个模型设计相应的PID控制器,给出计算各控制器控制作用权值的指标函数。在脱硝系统出口NOx浓度控制中,通过Matlab仿真,对比变负荷工况下单一PID控制策略和WMMAC控制策略的控制效果,验证了采用WMMAC控制策略能有效提高系统的动态品质。     

QTM干燥设备智能控制系统的设计与实现

本文介绍了基于模糊控制加模糊自整定PID控制智能监控系统的设计与实现。采用89C51实现温度、湿度、气体成份和物料重量的多路环境参数的检测与智能控制;PC机实现在线参数的可视化显示、处理及建立专家知识库等功能。通过串口通信方式解决了下位机CPU口线紧张问题;实现复杂环境温度、湿度、气体成分的有效控制。     

飞机燃油系统地面模拟试验引气箱压力控制

飞机燃油系统地面模拟试验的引气箱压力控制系统是电、液气压控制系统;由于气体的可压缩性及控制过程中气体压力、体积、温度三者之间的变化,系统具有很强的非线性和时变特性;针对系统这些特点,提出了基于模糊自适应PID的控制策略,将模糊控制器响应快、抑制扰动能力强的优点与PID控制器鲁棒性强的特性融为一体;仿真分析表明该方法有效地提高了非线性时变系统的动、静态特性。     

高流量呼吸湿化治疗仪的机理分析与数据建模

绝对湿度是高流量呼吸湿化治疗仪的重要控制参数,控制不当会影响治疗效果,建立准确稳态模型是控制绝对湿度的基础。通过对湿化仪的系统结构和工作原理进行研究,建立湿化仪稳态过程的机理模型。此模型具有多元、高阶次和非线性且缺少部分可测参数,难以实现模型的精确辨识。采用多元线性拟合方法,建立以湿化罐出气口温度为控制目标的稳态模型,仪器测试结果表明通过对湿化罐出气口温度进行控制,实现了对湿化罐出气口绝对湿度的间接控制,验证了数据模型的有效性和实用性。     

Digital parameter-adaptive control of an air-conditioning plant

Two parameter-adaptive (self-tuning) control algorithms for multivariable systems are described. The algorithms are designed on the basis of linear input-output system models by the combination of recursive parameter estimation and control algorithms: a parameter-adaptive deadbeat controller and a parameter-adaptive optimal state controller. These controllers are applied to a two-input two-output air-conditioning pilot plant, which consists of an air heater and an air humidifier and whose output variables are the temperature and the relative humidity of the air measured at the air outlet. The air-conditioning plant is a nonlinear system and its linearized static and dynamic behaviour is strongly dependent on the operating point characterized mainly by the output variables and by the air flow rate through the plant. The results of the real-time control experiments indicate that it is possible to use the self-tuning features of the parameter-adaptive controllers to stabilize the controlled system after a short adaption phase and to achieve at least a satisfactory control performance for time varying air flow rates and for time varying setpoints of the output variables.     

一种便携式细胞培养箱的研制

针对目前市面上便携式细胞培养产品部分参数控制中存在的不足,设计并制作了一种便携式的细胞培养系统。系统采用PIC16F877A单片机作为主控器件,控制调节各个参数。根据传感器测得的参数值与初始设定的参数值相比较,通过半导体制冷器件TEC—12706实现加热与降温,超声雾化加湿器实现雾化加湿。对温度、湿度的测试结果表明:系统箱体的培养区域内温度和相对湿度值稳定,温度偏差1.0℃,湿度值维持在90%RH以上。同时,细胞培养实验表明:该培养箱能基本满足细胞培养的要求。该新研制的系统成本低、轻便实用,能实现细胞样本的短期培养和远距离传送。     

非确定性密闭舱室温湿度控制系统研究

复杂的水下环境会对常规条件下的测量设备及传感器性能产生影响;因此模拟水下温湿度环境对于水下设备及传感器的性能测试及标定具有重要意义;针对非确定性密闭舱室温湿度精确控制需求,重点研究了一种温湿度动态控制系统;首先设计了温湿度控制系统的硬件结构和软件功能模块;其次,研究了一种P-Fuzzy-PID控制方法,并建立了温度的模糊PID控制模型,在不同温湿度范围内分别采用不同的控制方法实现分段控制,给出了温度和湿度的实际最终控制结果;最后,实现了温湿度控制系统的人机交互功能,并对控制结果进行了分析;实验结果表明本控制系统在实际应用过程中,能够满足非确定性密闭舱室温湿度控制的工程需要,相比传统控制方法,在控制响应快速性、控制精确性、人机交互友好性以及系统智能性等方面都具有一定优势.     

改进Smith控制与RBF单神经元PID的换热器控制系统

为了高效控制工质出口温度,维持换热器稳定运行,针对Smith预估控制算法及径向基函数(RBF)神经网络辨识单神经元比例-积分-微分(PID)控制算法特点,提出了Smith控制算法和RBF神经网络辨识单神经元PID相结合的控制策略,对Smith控制算法在结构上进行了改进,以提高RBF神经网络辨识单神经元PID控制的抗干扰能力,减少Smith控制算法对模型的依赖程度.仿真分析表明:应用于换热器工质出口温度控制系统,改进算法控制性能显著优于其它控制方法,抗干扰能力得到了大幅提高.     

改善室内环境舒适度的一种新型控制方法

室内环境舒适度直接影响着在室人员的健康和工作效率,需要进行有效的控制以保证其舒适性。论文以某办公室为研究对象,提出一种基于同策蒙特卡罗自适应控制方法对建筑物内空调系统、加湿器、除湿器、照明系统和通风系统等设备优化控制,调节室内温湿度、照度和CO₂浓度提高室内舒适感。建立了有关影响室内环境舒适度的因素的状态变化的数学模型,并利用实验数据验证模型,同时与PID和模糊控制算法进行了仿真对比分析。结果表明：在同时控制影响室内环境的多个因素时,同策蒙特卡罗控制方法能够较好的跟踪实际情况,且该方法稳态误差较小,收敛速度较快。     

基于单片机的培养箱温湿度数字解耦控制系统设计

针对培养箱温、湿度控制过程具有时变、非线性、参数强耦合等特点,提出基于系数解耦的数字PID培养箱温、湿度控制方法;文章采用AT89S51单片机为主控芯片、温度传感器AD590、湿度传感器IH3605为检测元件设计了一个温、湿度解耦控制系统,实现了培养箱温、湿度的实时控制与测量;实验和经验表明,该系统自适应能力强,控制精度高;经实验对比测试,系统温度绝对误差可控制在0.2℃、湿度绝对误差可控制在2%RH范围内,满足了培养箱温、湿度高精度控制要求。