一类非自衡化工过程的最优控制

对控制能量存在约束时一类模型不确定非自衡化工过程的最优控制问题作了探讨.首先针对控制对象的标称模型应用谱分解最小化一个包含跟踪误差和控制能量在内的积分平方性能指标,导出一个控制能量约束条件下的最优控制律;然后再针对模型不确定性应用谱分解最小化实际系统性能和标称性能在整个频段上的方差,得到一个鲁棒控制器的设计方法,可使系统的标称性能对模型误差具有最优的鲁棒性.     

质子交换膜燃料电池发电系统建模与分析

对质子交换膜燃料电池(PEMFC)发电系统进行动态建模和分析,模型包括质子交换膜燃料电池,供气系统和直流-直流(DC-DC)变换器等部分。首先建立用于预测燃料电池电化学特性和反应气体压力特性的集中参数动态模型,同时给出了供气系统和DC-DC转换器的动态模型,也给出了比例积分型DC-DC变换控制器的设计方法。然后仿真和分析了PEMFC发电系统对快速变化负载的动态响应。采用Matlab-SIMULINK软件对5kW的PEMFC发电系统进行仿真。仿真结果表明系统模型结构简单,计算量小;PEMFC发电系统能够满足快速负载功率需求,满足不同负载的使用要求。     

风能-太阳能互补独立发电系统设计优化与分析

提出了一种风能-太阳能互补发电系统的优化设计方法.在经济技术性能分析过程中引入了Pareto最优的概念来确定最优系统方案.实例计算表明:使用该优化设计方法可以获得系统经济技术性能与系统配置的关系和大量的Pareto最优解,从而可以得到最满意的系统方案.风能发电和太阳能发电具有互补性,风能-太阳能互补发电系统的经济技术性能优于单一的风能发电或太阳能发电系统.     

平流层飞艇表面接收太阳能的建模与分析

平流层飞艇依靠艇载自主光伏发电系统摄取太阳辐射能来达到长期自主飞行和悬停,可应用于无线通信、空间观测和军事侦察等领域,成为当前各国研究的热点之一.分析和计算飞艇表面接收的太阳辐射能是光伏系统设计的基础.文中首先建立飞艇表面接收的辐射能量数学模型,它描述了飞艇的工作纬度、飞行方向、表面形状和接收的太阳辐射能量的关系.然后模拟分析飞艇的工作纬度、飞行方向和表面形状对接收的辐射能量的作用.结果表明:飞艇的工作纬度和飞行方向影响飞艇表面接收的辐射能量的大小和时间分布;飞艇表面的不同部分接收的辐射能量是不同的,在飞艇表面合理覆盖光伏阵列是飞艇光伏系统设计的重要任务.     

燃料电池-光伏混合发电系统建模与仿真

燃料电池-光伏混合发电系统的动态特性和控制技术直接影响它的动态性能.为了研究发电系统的动态特性,首先建立了燃料电池-光伏混合发电系统的动态数学模型,模型包括燃料电池、光伏电池、蓄电池和DC-DC变换器等部分,得到五阶非线性系统数学模型.采用滑模控制技术设计混合发电系统控制器.最后仿真分析了混合发电系统的动态特性和控制器的性能.在负载和光照、温度等干扰作用下,对3 kW的发电系统进行仿真.仿真结果表明滑模控制器能够对发电系统进行有效控制,发电系统具有良好的动态特性,能够满足实际使用需要.