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相似文献
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1.
质子交换膜燃料电池(PEMFC)系统内部运行机理复杂,将其作为非线性复杂对象,基于T-S模糊网络算法,用模糊聚类和线性辨识方法建立PEMFC系统的模型,仿真实验结果表明该模型预测精度高,较传统机理模型具有优越性。研究结果对PEMFC系统的建模和控制具有一定的实用价值。  相似文献   

2.
为了提高质子交换膜燃料(PEMFC)电池的输出净功率,提出了一种基于模糊逻辑系统的智能建模与控制方法。首先,建立PEMFC严格反馈形式的数学模型,并采用自适应模糊逻辑系统对PEMFC中的非线性项进行智能建模;然后,考虑系统控制增益未知对空气供给系统控制性能的影响,结合反步法技术为PEMFC系统设计了自适应控制器,并通过引入一阶滤波器来降低控制器的计算复杂度。通过Lyapunov稳定性理论分析验证了所设计的控制器可使得空气供给系统过氧比的跟踪误差在限定时间内收敛至原点的邻域;最后,仿真和硬件在环实验的结果证明了所建模型与控制方法的有效性。  相似文献   

3.
质子交换膜燃料电池动态建模及其双模控制   总被引:2,自引:1,他引:1  
由于已提出的质子交换膜燃料电池(PEMFC)模型难于控制, 提出利用MATLAB/SIMULINK仿真工具进行PEMFC系统动态建模, 同时为实现对PEMFC系统输出电压的控制, 采用了基于模糊规则切换的模糊逻辑控制器(FLC)和比例积分微分控制器(PID)相结合的双模控制方式. 仿真结果证明该动态模型易于控制, 能够反映出PEMFC系统的动态输出特性, 而且验证了基于模糊规则切换的双模控制能够有效抑制扰动, 改善PEMFC系统的动态输出特性, 保证系统的稳定运行, 有助于对PEMFC系统的输出性能分析以及实时控制系统的设计.  相似文献   

4.
调节控制质子交换膜燃料电池(PEMFC)空气供给系统过氧比(OER)在理想范围可有效提高PEMFC系统输出净功率.为此,本文首先结合反馈控制理论将非线性PEMFC空气供给系统转化为标准形,并对系统内部动态进行了稳定性分析.然后基于PEMFC空气供给系统系统扩展的状态空间,并提出一种新型的自适应高阶滑模方法.该控制器不需PEMFC空气供给系统模型和干扰/不确定向的界已知的条件,自适应模糊逻辑系统可在线逼近系统中未建模动态.并且通过在线自适应获得的控制增益可保证系统跟踪误差收敛到原点附近的邻域内.最后,结合Lyapunov理论验证了系统的收敛性与稳定性,通过仿真和硬件在环实验进一步验证了该控制器的自适应性与优越性.  相似文献   

5.
质子交换膜燃料电池的神经网络建模与控制   总被引:2,自引:0,他引:2  
该文从设计质子交换膜燃料电池(PEMFC)控制方案的角度出发,首先提出了采用Elman动态神经网络对PEMFC系统进行建模的新方法,以实验中采样到的PEMFC系统的工作温度输入输出数据训练网络,并采用动态反向传播学习算法根据误差不断调整网络参数直至达到要求精度;Elman神经网络辨识可使辨识过程简化并提高了辨识精度。然后在此基础上设计了自适应模糊神经网络控制器。最后的仿真实验以Elman神经网络模型为参考模型,使用自适应神经网络控制算法控制PEMFC的工作温度,取得了较好的控制效果。结果显示所设计的控制系统适合于控制PEMFC这样一类复杂非线性系统。  相似文献   

6.
基于模糊推理系统的非线性组合建模与预测方法研究   总被引:5,自引:0,他引:5  
基于模糊推理系统在紧支集中能够逼近任意非线性连续函数的特性,提出了一种基于Takagi-sugeno模糊规则基的非线性组合建模与预测新方法,以克服线性组合预测方法在解决非平衡时间序列组合建模问题所遇到的困难和存在的不足,并给出了相应的基于学习自动机层次结构的优化算法确定模糊系统的参数和模糊子集的划分,理论分析和大量的经济预测实例表明:该方法具有很强的学习与泛化能力,在处理诸如经济时间序列这种具有一定程度不确定性的非线性系统组合建模与预测方法有很好的应用。  相似文献   

7.
出水水质的建模与预测是污水处理过程先进控制的基础,针对污水生化处理过程的非线性、大滞后等特点,提出一种基于模糊粗糙集和RBF神经网络的出水水质预测方法.先用模糊粗糙集理论约简属性消除冗余信息后,建立基于RBF神经网络软测量模型,并应用该模型对实际污水厂的出水氨氯预测进行仿真.结果表明了该软测量模型的可靠性和有效性.  相似文献   

8.
PEMFC空气供给系统的二型自适应模糊建模与过氧比控制   总被引:1,自引:1,他引:0  
质子交换膜燃料电池(Proton exchange membrane fuel cell,PEMFC)空气供给系统存在外部扰动和参数不确定等动态特性,难以实现精准建模和控制.本文结合精确线性化和二型模糊逻辑系统,提出一种自适应控制器实现PEMFC空气供给系统的建模与过氧比控制.该控制器不需要PEMFC空气供给系统模型结构和参数完全已知的条件,而是通过二型模糊逻辑系统在线逼近PEMFC空气供给系统中的未建模动态并从Lyapunov函数中导出自适应参数,从而保证系统收敛性与稳定性.通过稳定性分析证明了该控制器作用下系统跟踪误差的有界性,仿真实验进一步验证了该控制器的有效性与实用性.  相似文献   

9.
监测和控制燃料电池的过程中,需要获得各种实时数据.质子交换膜燃料电池(PEMFC)发电系统中的参数强耦合、高度非线性特性增加了对其控制的难度,传统的PI控制虽然对模型精确的系统有较好的控制效果,但对于参数波动的系统则无法获得较高的控制性能.针对以上情况,基于PEMFC发电系统的动态仿真模型,根据重整器在燃料电池发电系统中的作用,设计了自适应模糊控制器.利用模糊控制规则在线控制氢气摩尔流,从而控制PEMFC发电系统的输出功率.仿真结果表明,该动态模型能够预测输出电压.响应曲线显示出自适应模糊控制算法能够较好控制燃料电池有功和无功功率的输出.模型具有良好的负载跟踪特性.  相似文献   

10.
杜鹃  王树青 《自动化仪表》2006,27(9):36-38,41
针对化工过程存在的强非线性生产过程,提出了基于支持向量机技术预测模型的预测函数控制方法。利用支持向量回归的方法对非线性过程进行建模,采用预测函数控制方法进行控制。针对具有强非线性连续搅拌反应釜过程进行仿真,仿真结果表明:支持向量机的建模方法可以有效地解决强非线性的化工过程的建模问题,并且具有较好的泛化能力,基于这种预测模型的预测函数控制具有较好的控制性能和良好的跟踪能力及抗干扰能力。  相似文献   

11.
In this paper, a new method of predictive control is presented. In this approach, a well-known method of predictive functional control is combined with fuzzy model of the process. The prediction is based on fuzzy model given in the form of Takagi-Sugeno type. The proposed fuzzy predictive control has been evaluated by implementation on heat-exchanger plant, which exhibits a strong nonlinear behavior. It has been shown that in the case of nonlinear processes, the approach using fuzzy predictive control gives very promising results. The proposed approach is potentially interesting in the case of batch reactors, heat-exchangers, furnaces, and all the processes that are difficult to model  相似文献   

12.
In this paper a new approach to the control of a nonlinear, time-varying process is proposed. It is based on a recursive version of the fuzzy identification method and predictive functional control. First, the recursive fuzzy identification method is derived, after which it is used in connection with fuzzy predictive functional control to construct an adaptive fuzzy predictive functional controller. The adaptive FPFC is then tested on a nonlinear, time-varying, semi-batch reactor process and compared with the standard FPFC, which uses non-adaptive fuzzy model. The simulation results are promising; they indicate that the control of time-varying, nonlinear processes with the FPFC can be improved with the use of an adaptive fuzzy model. An improvement in reference tracking and disturbance rejection can be observed, but the main advantage is the reduced number of switchings between hot and cold water. This is an important improvement in the case of real applications.  相似文献   

13.
In the paper, a well-known predictive functional control strategy is extended to nonlinear processes. In our approach the predictive functional control is combined with a fuzzy model of the process and formulated in the state space domain. The prediction is based on a global linear model in the state space domain. The global linear model is obtained by the fuzzy model in Takagi–Sugeno form and actually represents a model with changeable parameters. A simulation of the system, which exhibits a strong nonlinear behaviour together with underdamped dynamics, has evaluated the proposed fuzzy predictive control. In the case of underdamped dynamics, the classical formulation of predictive functional control is no longer possible. That was the main reason to extend the algorithm into the state space domain. It has been shown that, in the case of nonlinear processes, the approach using the fuzzy predictive control gives very promising results.  相似文献   

14.
The primary aim of operating any fuel cell (PEMFC) system is to produce the power/electricity at maximum efficiency. The cell voltage/current manipulation appear to be the most suitable choice for controlling the power density. However, the power density exhibits a highly nonlinear and complex dynamic relationship with respect to the cell voltage. Since the process output variable (i.e. power density) itself is the objective function for the optimization, there exists a singularity at the optimum operating condition. In addition, the location of the optimum operating point changes with time due to the occurrence of variety of disturbances and/or changes in the operating conditions. Thus, the need to operate the PEMFC at its peak power density and track the shifting optimum turns out to be a challenging control problem. The task of on-line optimizing control of PEMFC poses difficulties in real time control due to its fast dynamics and it is impractical to employ a mechanistic model for locating the changing optimum on-line. In this context the adaptive optimizing control scheme developed by Bamberger and Isermann (1978) [1] appears interesting. Their scheme is based on on-line adaptation of a nonlinear black box time series models and facilitates analytical computation of changing optimum. Recently, Bedi et al. (2007) [2] have developed a closed form multi-step predictive control law under nonlinear internal model control framework using a black-box nonlinear model and employed it for peak power control in PEMFC. From the viewpoint of PEMFC operation, this nonlinear IMC controller meets the demand on the fast computations as a closed form solution is obtained for the nonlinear control problem at each time step. In this work, we propose to develop an adaptive optimizing control scheme, which combines the attractive features of the on-line optimization approach proposed by Bamberger and Isermann (1978) [1] and closed form control law developed by Bedi et al. (2007) [2]. We demonstrate the effectiveness of the proposed adaptive optimizing scheme by conducting simulation studies on the distributed an along-the-channel model of PEMFC. Analysis of the simulation results indicate that the proposed adaptive optimizing control scheme satisfactorily tracks the shifting optimum operating point in the face of changing unmeasured disturbances  相似文献   

15.
质子交换膜燃料电池(PEMFC)内部的电化学反应过程直接表现为温度的变化,所以有效的温度控制是保证燃料电池可靠性和耐久性的关键.本文将模糊增量控制用于PEMFC热管理系统中,将PEMFC的温度和电堆出入口温度差保持在设定值.首先,建立PEMFC热管理系统的动态模型,包括PEMFC电堆模型和辅助散热设备模型.然后,基于建立的系统模型,设计了一种变论域的模糊增量控制器.该控制器通过伸缩因子来动态调节模糊控制器中的量化因子和比例因子,实现对模糊论域的调节,从而提高控制的灵敏性和精确度.最后,将该温度控制方法用于10 kW燃料电池系统中,实验结果表明变论域模糊增量控制器相比于其他模糊控制方法,不仅具有更快的动态响应速度,还具有更强的鲁棒性和更高的控制精度.  相似文献   

16.
一种新的预测控制算法:模糊预测控制算法*   总被引:11,自引:0,他引:11  
将模糊控制与预测控制相结合,提出了一种基于被控对象一般形式的时间离散模型的模糊预测控制算法,并对控制算法的有效性进行了分析,仿真研究结果表明,该模糊预测控制算法既适用于线性对象,也可用于非线性对象的控制。  相似文献   

17.
林林  申东日  陈义俊 《计算机仿真》2004,21(12):149-151
针对传统的模型预测控制不能很好解决具有严重非线性、不确定性的对象或过程的控制问题,提出将模糊模型用于描述对象的非线性动态特性,通过将模糊模型的输出反馈作为模型输入,从而构成了模糊多步预测器。采用一种收敛精度高、速度快的具有最优保留特性遗传算法(EGA),依据模型预测输出在线滚动求解控制律的非线性预测控制算法。仿真结果表明该算法对一类非线性系统具有较快的响应速度和较强的抗干扰能力。  相似文献   

18.
针对传统的模型预测控制不能很好解决具有严重非线性、不确定性的对象或过程的控制问题。提出将模糊模型用于描述对象的非线性动态特性。通过将模糊模型的输出反馈回来作为模型输入,从而构成了模糊多步预测器,采用一种收敛精度高、速度快的具有最优保留特性遗传算法(EGA)依据模型预测输出在线滚动求解控制律的非线性预测控制算法。仿真结果表明该算法对一类非线性系统具有较快的响应速度和较强的抗干扰能力。  相似文献   

19.
一类未知非线性离散系统的直接自适应模糊预测控制   总被引:8,自引:1,他引:8  
将自适应模糊逻辑系统引入预测控制,对一类未知非线性离散系统提出了直接自适应 模糊预测控制方法.首先对被控对象提出了线性时变子模型加非线性子模型的预测模型,然后直 接利用模糊逻辑系统设计预测控制器,并基于广义误差估计值对控制器参数和广义误差估计值中 的未知向量进行自适应调整.文中证明了此方法可使广义误差估计值收敛到原点的小邻域内.  相似文献   

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