质子交换膜燃料电池动态建模及其双模控制

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.     

车用PEMFC空气供给系统建模与模糊PID控制研究

给出了PEMFC(Proton Exchange Membrane Fuel Cell)空气供给系统的数学模型,基于simulink进行了模型的仿真,仿真结果和实验证明了PEMFC空气供给系统模型是正确有效的,能够准确地反映PEMFC空气供给系统的动态变化趋势。设计了PEMFC空气供给自适应模糊PID控制算法,根据建立的控制对象模型,进行控制系统的仿真,仿真结果与实验结果证明设计的自适应模糊PID控制方法使系统响应时间短,稳态误差小,达到较理想的控制性能目标。     

PEMFC电解质膜湿度控制方法研究

质子交换膜燃料电池电解质膜的湿度对其性能有非常大的影响。文章首先分析了影响电解质膜湿度的各种因素,提出了加湿O2控制PEMFC电解质膜湿度的办法;然后,建立了基于人工神经网络的PEMFC电解质膜湿度控制模型,并给出了控制电解质膜湿度的方法;最后,分析了控制方法的可行性。     

质子交换膜燃料电池建模与动态仿真

对质子交换膜燃料电池（PEMFC）电堆进行电输出特性研究,有助于改善燃料电池的设计,提高其性能。运用MATLAB的Simulink仿真工具对PEMFC建立仿真模型,通过所建立的电堆参数模型,就能够研究主要运行参变量对电堆动态输出性能和电堆非线性内阻产生的影响。当电堆输出电流出现阶跃变化时,对电堆电压,输出功率,消耗功率,电堆效率,非线性内阻的动态响应,进行了仿真和结果分析。仿真结果符合文献[7]实验数据,表明此参数模型是可操作和有效的,并可方便地用于PEMFC控制方法研究。     

开放式阴极PEMFC动态水管理的研究分析

质子交换膜燃料电池(PEMFC)正在赢得越来越多的关注,广泛地在汽车、固定基站及便携式等应用作为能量转换装置。然而,需要深入了解燃料电池的系统动力学以达到更好的性能。在PEMFC中,了解水的传输和热的管理至关重要,本文基于阴极开放式自增湿的PEMFC系统,在已有的控制机制中深入地研究PEMFC电池电解质膜中水的管理及对性能的影响。     

基于单片机的精密温控系统设计

本文设计了一种基于单片机的精密温控系统。该系统采用单片机为核心控制部件进行PID运算，数字式温度传感器DS18820芯片测量温度．大功率放大器OPA548驱动半导体致冷器TEC实现温度控制，精度达到±0．1℃。     

PEMFC空气供给系统的智能建模与自适应控制

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。     

质子交换膜燃料电池温度模型与模糊控制

为保证质子交换膜燃料电池（PEMFC）安全高效运行,必须对其进行有效的温度控制,本文阐述了一种带积分环节的二维增量模糊控制器用于PEMFC的温度控制．首先从物料平衡和能量平衡角度对PEMFC的电能和热能的动态特性进行分析,建立了基于控制的PEMFC的温度机理动态模型;其次根据所建立的温度模型和控制经验规则设计带积分环节的PEMFC温度二维增量模糊控制器;最后对所建立温度模型及其模糊控制器进行仿真分析,结果不仅表明该模型能模拟PEMFC的动态特性,而且验证该控制器能将PEMFC温度控制在理想工作范围内,并具有较强的鲁棒性,可用于对PEMFC进行温度实时控制．     

PEMFC的模糊辨识和非线性预测控制

质子交换膜燃料电池(PEMFC)是21世纪最有前景的发电技术之一。该文针对PEMFC等一类具有严重非线性的复杂被控对象,提出一种基于模糊模型的非线性预测控制算法对PEMFC系统进行建模与控制。在建模与控制过程中,采用模糊聚类和线性辨识方法在线建立PEMFC控制系统的T-S模糊预测模型,然后基于分支定界法的基本原理对控制量进行离散寻优,从而实现PEMFC的非线性预测控制。仿真和实验结果证明了该算法的有效性和优越性。     

基于神经网络的质子交换膜燃料电池的恒压控制

质子交换膜燃料电池(PEMFC)被认为是一种高效环保型的新型能源,在电动汽车等领域得到广泛应用。在很多用电场合下,负载需要供电设备能够提供稳定的供电电压。因此,对PEMFC的输出电压进行控制是必要的。PEMFC是一个复杂的非线性、时变性、多输入多输出、强耦合的对象,传统控制方法往往难以达到理想控制效果。针对多数用电场合下的恒压供电要求,本文在分析PEMFC动态数学模型基础上,设计基于神经网络的PEMFC恒压控制器,通过调节氢气和氧气的流量来控制PEMFC的输出电压;在MATLAB仿真环境下建立PEMFC仿真平台,对基于神经网络的PEMFC恒压控制系统进行仿真运行,并与常规PID控制系统进行对比。仿真结果表明,与PID控制相比,神经网络控制能使PEMFC更快地达到设定电压值,并能够在遭受负载扰动时更快地克服干扰回到设定状态。基于神经网络的质子交换膜电压控制器具有响应速度快、抗扰能力强等优势,能够达到良好的控制效果。     

质子交换膜燃料电池的神经网络建模与控制

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。     

基于西门子PLC的风机系统的研究与实现

介绍了一种基于西门子PLC的风机变频调速系统,是在工业控制网络实验室设计并实现成功的.该系统中,上位机采用西门子WinCC组态软件实现监控,下位机采用S7-400控制器,同时选用了ABB变频器.通过PLC算法实现的过程,比较变频控制与风门控制效果明显的区别,提出了风机变频调速系统的优越性.     

功率放大器OPA544在主动磁悬浮控制系统中的应用

在磁悬浮系统的功放中采用OPA544功率器件实现对系统输出负载电流的放大作用,其性能将随功放的类型而变化.针对毫米级气隙的悬浮系统,设计前级PID控制调理电路,与OPA544功率放大器配合实现差动式电流控制,最终在一台主动磁悬浮平板试验台上实现系统的稳定悬浮,仿真结果与试验情况基本吻合.     

燃料电池温度模糊自适应控制

如何控制燃料电池温度性能是燃料电池的一个重要问题。首先基于模糊辨识建模方法建立质子交换膜燃料电池温度性能的T-S模型。模型结构简单,精度高,方便地应用于质子交换膜燃料电池系统控制中。其次针对该模型设计电堆温度的模糊自适应控制器。最后在Matlab平台进行仿真,模糊自适应控制器在较大幅度变化的系统参数下都得到较好的控制性能,证明模糊自适应控制系统具有很好的鲁棒性和良好的控制品质,能够满足质子交换膜燃料电池温度控制系统的要求。     

Parameter derivation of a proton exchange membrane fuel cell based on coevolutionary ribonucleic acid genetic algorithm

Precise modeling of a polymer electrolyte membrane fuel cell (PEMFC) is a crucial issue in analyzing and controlling electrical energy production. In this paper, a novel semiexperimental model is proposed for forecasting of PEMFC output voltage. As well, the coevolution ribonucleic acid genetic algorithm (coRNA‐GA) is presented as a novel estimation approach for determination of proposed model coefficients. This optimization method is motivated by the biological RNA, encodes the chromosomes by RNA nucleotide basics, and accepts a few RNA operations. This paper proposed several genetic operators to preserve the diversity of particles, and two sets from particles are chosen using various validation functions. In these two subpopulations, different evolutionary methods have been employed for balancing of seeking and extraction. Input pressure of cathode is chosen in this paper as a further parameter for modifying the depiction of concentration overvoltage (V_con ) in the case of conventional Amphlett's PEMFC system. Finally, the performance of the coRNA‐GA algorithm, as well as the precision of the obtained model, is authenticated via empirical results. Also, the obtained results are compared with some other methods, and the superiority of the proposed model is demonstrated in voltage prediction accuracy.     

燃料电池发动机优化控制建模与元胞蚂蚁算法

以某燃料电池发动机为原型,将神经网络辨识方法应用到其非线性系统的建模。在此基础上,将元胞蚂蚁算法应用于燃料电池发动机优化控制问题,以低温启动时暖机时间（升温至正常工作温度范围）最短和提高燃料电池发动机的输出功率为优化控制目标。蚂蚁算法是一种新型的进化算法,它具有许多优良的性质,因此被广泛用于求解各类组合优化问题。但基本的蚂蚁算法有许多不足,比如它搜索速度慢。将元胞自动机与蚂蚁算法结合,通过对结点的生死状态演变,加快了算法的寻优速度,并最大可能地避免陷入局部最优。最后通过对模型的测试,采用元胞蚂蚁算法优化后的控制方法基本达到了上述目标,证明了建模的合理性的同时,显示出了该文优化控制方法的优越性。     

PEMFC发电系统的自适应模糊控制与动态分析

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.     

质子交换膜燃料电池在无缆水下机器人上的应用研究

质子交换膜燃料电池(PEMFC)作为一种新兴的能源，在汽车和航天器上已经获得成功 的应用，本文针对水下环境和PEMFC的特点，对PEMFC在无缆水下机器人（UUV）上试验应用 的关键技术进行讨论．     

高压变频器在重钢步进梁式加热炉风机控制中的应用

本文介绍HARSVERT—A系列高压变频器在重钢宽厚板工程步进梁式加热炉风机功率控制中的应用,主要论述了所采用的高压变频器的原理及控制系统技术方案。