质子交换膜燃料电池建模与控制研究进展

针对质子交换膜燃料电池的建模与控制问题,概述了基于极化曲线和参数维度的经验模型和机理模型,分析了基于电化学反应、温度、压力等因素的电化学稳态模型和动态模型,介绍了基于神经网络辨识、群集智能算法和支持向量机等的智能方法模型,对质子交换膜燃料电池的现有智能控制策略进行了总结,最后指出:利用群集智能算法同时优化质子交换膜燃料电池的模型参数和环境参数将是建模的一个发展方向,预测广义Hamilton理论等也可被尝试用于质子交换膜燃料电池建模的研究中,同时融合新算法的智能控制策略将成为质子交换膜燃料电池控制的研究趋势.     

质子交换膜燃料电池动态特性仿真研究

发展了一种质子交换膜燃料电池(PEMFC)动态建模和仿真的方法.通过对电池稳态经验模型的扩展,运用MATLAB的SIMULINK仿真工具建立了质子交换膜燃料电池动态仿真模型,研究了电堆的运行参数对电池输出性能的影响,仿真结果与实验数据吻合较好.该方法可以用于燃料电池的分析、优化设计以及电池系统的实时控制.     

质子交换膜燃料电池系统建模仿真与控制

对质子交换膜燃料电池(PEMFC)建立合适的数学模型,有助于改善PEMFC的设计。结合燃料电池的电场与温度场,建立了包含质子交换膜燃料电池的电化学模型与温度模型的数学模型,通过MATLAB软件进行仿真,仿真结果表明该模型较好地反映出PEMFC系统的动态特性,并研究了工作温度、反应气体工作压力以及质子交换膜面积变化对电池输出性能的影响。与此同时结合所建立的质子交换膜燃料电池模型设计了一款采用PID控制的Boost升压电路,将燃料电池输出不稳定的电压转变成可供给负载稳定使用的24V电压。     

质子交换膜燃料电池动态特性仿真

在质子交换膜燃料电池(proton exchange membrane fuel cells, PEMFC)经验模型的基础上,建立了一种PEMFC动态特性建模和仿真的方法,应用MATLAB的SIMULINK仿真工具建立了PEMFC的动态仿真模型,仿真研究了电池堆的运行参数等对电池输出性能的影响.该方法可以应用于燃料电池的动态特性仿真分析、优化设计和燃料电池系统的自动控制.     

聚合物电解质燃料电池研究进展

综述了聚合物电解质燃料电池（PEMFC）的研究进展，讨论了PEMFC的五个主要研究问题，比较、分析了Nafion、聚苯并咪唑（PBI）膜和其他质子交换膜性能。最后，对质子交换膜的研究提供了意见。     

基于BP神经网络的燃料电池发动机温度模型

燃料电池堆的热特性对燃料电池整体性能和寿命有重要影响,电堆温度特性具有不确定性和非线性,本文利用BP神经网络建立了电堆温度模型,并通过实测数据分析了神经网络模型的特性,研究结果表明,神经网络可以用于电堆温度模型的建立,为质子交换膜燃料电池电堆的建模与控制提供了一条可供参考的途径.     

质子交换膜燃料电池车载系统优化控制研究

着重介绍了质子交换膜燃料电池 (PEMFC)车载系统的实际控制模型 ;从热力学上系统地分析了该系统中各被控部件间参数的关系 ,并提出了该系统的优化控制方法     

质子交换膜燃料电池动态特性仿真

在质子交换膜燃料电（proton exchange membrane fuel cells, PEMFC）经验模型的基础上,建立了一种PEMFC动态特性建模和仿真的方法,应用MATLAB的SIMUEINK仿真工具建立了PEMFC的动态仿真模型,仿真研究了电池堆的运行参数等对电池输出性能的影响．该方法可以应用于燃料电池的动态特性仿真分析、优化设计和燃料电池系统的自动控制．     

质子交换膜燃料电池温度场数值模拟

本文利用Comsol软件,对质子交换膜燃料电池(PEMFC)的二维质子交换膜模型进行温度场数值模拟,结果表明,质子交换膜内部温度靠近阴极一侧高于阳极一侧且电池内部温度随工作电压的降低和电池孔隙率的增加而升高,这一结果对质子交换膜燃料电池(PEMFC)的深入研究具有重要参考价值.     

质子交换膜燃料电池堆参数模型及实验验证

以质子交换膜燃料电池的机理模型和性能实验数据为基础,建立了5 kW质子交换膜燃料电池堆的参数模型.采用多元线性回归方法,由测量的不同条件下的电堆极化曲线,确定了模型中的参数置信水平为95%的置信区间.参数模型被用于燃料电池堆的性能模拟计算,结果表明该模型与实验数据吻合较好,可用于评价燃料电池运行参数对性能的影响,以及对燃料电池动力系统的优化设计.     

矿井主要生产系统可靠性分析的解析模型

本文在矿井主要生产系统中的机采工作面生产子系统(皮带、刮板运输机运输子系统,大巷矿车运输子系统,箕斗提升子系统和地面储运子系统)的可靠性参数和生产(或运输)能力的计算方法的基础上,构造了适用于矿井主要生产系统可靠性分析的解析模型。     

水资源系统联合调度的实例

将石佛寺水库地表和水和地下水作为一个统一的水资源系统，再分为两个子系统。在分析两个子系统特征的基础上，分别建立地表水系统的动态模型和地下水子系统的模拟模型。通过两者之间水是交换耦合方程，将地表水和地下水耦合成为一个统一的水资源系统。在一定的约束条件下进行联合运行，进行长序我的调节计算。     

VxWorks平台下的火控系统设计与仿真

为适应军事发展的要求,基于经典火控系统结构,首先设计了火控仿真系统的系统框架,建立了仿真系统的各子系统数学模型;而后基于嵌入式VxWorks实时操作系统,实现了各子系统功能模块及其间的通信;最后,基于所实现的火控仿真系统,在不同国产武器配置类型下,实现了空空攻击想定条件下的两组实例仿真研究.仿真结果表明:空空攻击时,若进行近距离格斗,选择霹雳-8(PL-8)较好,若是远距离格斗,则选择霹雳-12(PL-12)更适宜,更能保证攻击路线的稳定性和平滑性.     

长江防洪系统联合调度研究

应用系统分析的方法,通过系统解耦将以三峡为中心的长江防洪系统分解为３个子系统,建立了大系统解耦模型．根据子系统之间的耦合关联,提出了各子系统模型解算及全系统的总体协调的解算方法．对长江３次大洪水进行防洪系统联合调度解算,其结果表明所提出的模型和算法是合理的,可明显提高防洪效益．     

5 kW质子交换膜燃料电池堆之气体与水管理系统

开发了一个气体与水管理系统,藉以配合5kW质子交换膜燃料电池堆(Ballard 1310),使燃料电池的发电效率提升,并应用在小型运输工具之辅助动力装置(APU).气体与水管理系统包含4个子系统:氧化物供应系统、氢气供应系统、冷却系统与控制系统.原设计之各子系统中,感测组件过多以及管路过长,易出现热耗散及不均匀的现象,使供应气体温度下降.在新的简化设计中,减少各系统中的感测组件及缩短的管路,能有效提升供应气体之温度,提升燃料电池的性能.此外,电池效能会被在不同负载下的气体相对湿度与氢气消耗量影响,氢气消耗量在负载100A时较负载10A时多44%,故分析氢气于各负载下的消耗情形与气体相对湿度,有助于设计理想的氢气再循环机制,而提升氢气的使用效率.为使总输出功率可达10kW,后续工作将以另一5kW燃料电池堆系统与原系统结合二极管做串并联组装,且因两电池堆之效能输出几乎一致,故全系统将可进行长时间且稳定之高功率输出.实验结果显示在空气进口温度51℃与相对湿度54%时,电池堆最理想效能可达到65.5%.     

Proton exchange membrane fuel cells modeling based on artificial neural networks

To understand the complexity of the mathematical models of a proton exchange membrane fuel cell (PEMFC) and their shortage of practical PEMFC control, the PEMFC complex mechanism and the existing PEMFC models are analyzed, and artificial neural networks based PEMFC modeling is advanced. The structure, algorithm, training and simulation of PEMFC modeling based on improved BP networks are given out in detail. The computer simulation and conducted experiment verify that this model is fast and accurate, and can be used as a suitable operational model for PEMFC real-time control.     

长藤结瓜式水利系统的数学模型及算法结构

用系统工程的方法建立了长藤结瓜式水利系统的数学模型,提出了一组按时间分段的线性化约束方程组与渠系约束不等式.并拟定全灌区效益最大或损失最小的最优渠道投资的经济效益的评价指标为目标函数.给出了优化决策算法的主程序框图,建立了一组基础性的程序模块和数据库,以发挥长藤结瓜式水利系统的巨大效益.     

下肢助力外骨骼机器人自适应阻抗控制研究

当前用于人体运动增强的下肢助力外骨骼系统获得越来越多的关注。获取高精度跟随控制是下肢助力外骨骼机器人研制的主要挑战。针对当前基于位置的控制算法需要复杂的外骨骼动力学模型的问题,该文提出了基于增强学习的变参数阻抗控制算法。首先介绍了HUALEX助力外骨骼系统并对HUALEX建立简单动力学模型。基于此,提出一种基于增强学习的自适应阻抗控制算法,验证了阻抗参数对控制效果的影响,并通过仿真实验验证了该算法的有效性。     

车辆自动导航系统基本框架研究

讨论了车辆自动导航系统的基本框架,将其划分为路网数据库管理、车辆定位、路线优化、路线引导４个子系统,并提出了各个子系统需要实现的功能,以及实现这些功能所需的关键技术．     

基于风险耦合的交通预警响应系统的设计

交通行业是高风险的行业,如何保障和提高交通行业的安全性是交通行业安全管理中的重要研究内容。介绍了一种基于风险耦合的交通安全应急管理系统,给出了该系统整体框架结构、体系结构与技术架构的设计,并在系统目标分析的基础上阐述了系统功能模块的设计。