质子交换膜燃料电池模型的频域分数阶子空间辨识

针对质子交换膜燃料电池(PEMFC)系统发电过程中的分数阶特性, 本文提出了一种频域分数阶子空间辨 识方法建立PEMFC的分数阶状态空间(FOSS)模型. 考虑到时域分数阶的微分形式计算复杂度较大, 将时域中的分 数阶微分在频域中转化为乘积的形式. 首先, 采用随机多频正弦激励信号对时域采集的信号进行处理, 得到输入输 出的频率响应数据; 其次, 利用频率响应数据构造实、虚部矩阵; 接着, 通过RQ分解、SVD分解以及最小二乘法求取 系统系数矩阵A, B, C, D; 由于参数同元分数阶次α、辅助阶次q以及频域采样点数M未知, 本文提出了一种GA– PSO算法进行优化, 将PSO算法作为主线, 加入GA算法中的选择、交叉和变异操作, 以进一步提高个体的自适应调 整搜索方向、增强全局寻优的能力. 仿真结果验证了算法的有效性, 频域分数阶子空间辨识方法得到的输出能够较 好的跟随实测数据, 且优化后的辨识结果误差更小, 精确度更高, 能够更准确地描述PEMFC的电特性变化过程.     

基于数字滤波的介质损耗测量积分算法

针对通常采用的测量介质损耗的方法对硬件或软件的要求过高,并且要实现高精度测量的难度问题,本文提出了一种基于数字滤波的介质损耗因数测量的积分算法.该方法通过软件方法实现测量功能,算法原理简单,能够比较容易地用MCU编程实现.对决定该算法精度的数字滤波器设计要点和移相方法进行了分析,探讨了A/D转换字长及数据采样密度对算法误差的影响.仿真研究表明,该算法具有较高的测量精度和较强的抗干扰能力,实现算法的硬件电路简单,常用的MCU器件的性能即可满足算法实现要求,具有良好的实用性.