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多变量H_∞次优控制在质子交换膜燃料电池压力控制系统中的应用 被引量:16
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作者 李奇 陈维荣 +2 位作者 刘述奎 程站立 刘小强 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2010年第20期123-128,共6页
为克服非线性特征对系统控制品质的影响和求解Riccati代数方程的不便性,提出一种基于线性矩阵不等式(linear matrix inequality,LMI)的多变量H∞次优控制方法,对质子交换膜燃料电池(proton exchange membrane fuel cell,PEMFC)压力系统... 为克服非线性特征对系统控制品质的影响和求解Riccati代数方程的不便性,提出一种基于线性矩阵不等式(linear matrix inequality,LMI)的多变量H∞次优控制方法,对质子交换膜燃料电池(proton exchange membrane fuel cell,PEMFC)压力系统动态模型进行直接非线性控制。该方法通过非线性坐标变换和动态扩展求得Brunovsky标准型,并结合H∞次优控制方法求解一个凸约束问题得到非线性控制律。将仿真结果与实验结果进行对比分析,验证了所提出非线性动态模型的正确性,并通过模拟电动车的行驶过程,证明所设计的非线性次优控制器在大扰动情况下能够保持氢气和氧气分压稳定、减小两极压力差、防止质子膜损坏,保证了系统的稳定运行,同时与其他控制方法比较,进一步证明了该方法的有效性和优越性。此外结合结构奇异值μ分析方法验证了系统的鲁棒稳定性。该方法的提出对PEMFC系统的非线性控制研究具有重要指导意义。 展开更多
关键词 质子交换膜燃料电池压力控制系统 线性矩阵不等式 H∞次优控制 Brunovsky标准型 结构奇异值
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基于气体扩散层接触压力均一性的质子交换膜燃料电池封装载荷优化研究
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作者 杨硕 李楠 +4 位作者 谈柱恩 徐云飞 李江飞 刘智 林杰威 《可再生能源》 北大核心 2025年第9期1151-1158,共8页
文章建立了质子交换膜燃料电池三维有限元模型,研究燃料电池封装载荷对气体扩散层(GDL)接触压力均一性的影响,使用变异系数(C_(V))衡量GDL接触压力的均匀程度,并以C_(V)最小为优化目标,使用支持向量机、反向传播神经网络、粒子群优化算... 文章建立了质子交换膜燃料电池三维有限元模型,研究燃料电池封装载荷对气体扩散层(GDL)接触压力均一性的影响,使用变异系数(C_(V))衡量GDL接触压力的均匀程度,并以C_(V)最小为优化目标,使用支持向量机、反向传播神经网络、粒子群优化算法优化支持向量机和灰狼优化算法优化支持向量机建立代理模型,再将最佳代理模型作为优化算法中的适应度函数,通过灰狼优化算法对封装载荷进行优化。结果表明:与其他3种方法相比,使用粒子群优化算法优化支持向量机建立的代理模型的预测精度更高;与优化前相比,C_(V)减小了35%,接触压力均一性得到提升,燃料电池的可靠性和使用寿命均得到改善。 展开更多
关键词 质子交换燃料电池 气体扩散层 接触压力 封装载荷 优化
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基于AMESim的质子交换膜燃料电池测试系统仿真与实验分析
3
作者 周天鹏 牛礼民 +1 位作者 音建华 司铭 《汽车安全与节能学报》 北大核心 2025年第2期252-259,共8页
为了辅助燃料电池测试系统的开发以及运行参数调控,需要通过构建系统仿真模型进行系统关键参数匹配优化和性能分析评价,从而制定燃料电池测试系统的控制策略,提升系统的性能和可靠性。该文根据燃料电池堆测试台原理拓扑结构确定所需关... 为了辅助燃料电池测试系统的开发以及运行参数调控,需要通过构建系统仿真模型进行系统关键参数匹配优化和性能分析评价,从而制定燃料电池测试系统的控制策略,提升系统的性能和可靠性。该文根据燃料电池堆测试台原理拓扑结构确定所需关键零部件,建立零部件模型并搭建燃料电池测试系统仿真模型,并按照实验要求对系统模型中各零部件进行参数标定;通过模拟仿真对测试系统中关键性能参数输出结果进行预测和评估;并将仿真结果与实际测试数据进行对比分析。结果表明:燃料电池测试系统的实验数据与建立的模型仿真结果一致性较高,计算所得燃料电池的各项参数指标的平均绝对百分比误差最大为3.65%。该模型可用于燃料电池测试台的性能研究和控制策略优化,为测试系统开发以及提高燃料电池动态响应性能提供了有效的仿真工具支持。 展开更多
关键词 质子交换燃料电池 测试系统 高级工程建模与仿真平台(AMESim) 模型验证 评价分析
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基于自适应功率跟踪控制的质子交换膜燃料电池调频策略研究
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作者 马成 李笑竹 +2 位作者 王子祥 蒋力波 郑天文 《电力系统保护与控制》 北大核心 2025年第20期58-68,共11页
针对质子交换膜燃料电池(proton exchange membrane fuel cell,PEMFC)采用最大功率点跟踪控制或恒功率控制并网时无法有效支撑电网的问题,提出一种基于自适应功率跟踪控制的PEMFC调频控制策略。首先考虑频率与功率之间的关系,并计及PEMF... 针对质子交换膜燃料电池(proton exchange membrane fuel cell,PEMFC)采用最大功率点跟踪控制或恒功率控制并网时无法有效支撑电网的问题,提出一种基于自适应功率跟踪控制的PEMFC调频控制策略。首先考虑频率与功率之间的关系,并计及PEMFC的自身特性,提出一种下垂系数自调节的有功-频率下垂控制方法。其次基于扰动观测法的基本原理提出一种自适应功率跟踪控制算法,使得PEMFC具有动态调节输出功率从而支撑系统频率的能力。最后考虑PEMFC的最大功率点特性,对其运行点进行限制,避免其运行在浓差极化区从而造成大量能量浪费以及缩短PEMFC使用寿命。在MATLAB/Simulink仿真平台搭建模型,验证了所提控制策略的有效性,结果表明所提控制策略相比于固定下垂系数控制,其频率波峰值和波谷值分别减少0.02 Hz和0.03 Hz。 展开更多
关键词 质子交换燃料电池 最大功率点特性 参数自调节 下垂控制 自适应功率跟踪 一次调频
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车用大功率质子交换膜燃料电池堆变负载电流下湿度控制
5
作者 兰子剑 代晓芳 +2 位作者 刘青山 陈轶嵩 付佩 《汽车安全与节能学报》 北大核心 2025年第1期127-135,共9页
为解决大功率质子交换膜燃料电池(PEMFC)变负载电流下湿度超调大的问题,该文对电池堆阴极流场湿度和阳极流场湿度均使用模糊自抗扰控制(ADRC)算法。根据水蒸气在电池堆内部的变化机理,建立了额定功率为150 kW的电池堆湿度模型并验证其... 为解决大功率质子交换膜燃料电池(PEMFC)变负载电流下湿度超调大的问题,该文对电池堆阴极流场湿度和阳极流场湿度均使用模糊自抗扰控制(ADRC)算法。根据水蒸气在电池堆内部的变化机理,建立了额定功率为150 kW的电池堆湿度模型并验证其准确性;随后分析比例-积分-微分(PID)算法的缺陷;最后以加湿器水质量流量为控制变量,对阴极流场湿度和阳极流场湿度均采用ADRC和模糊ADRC算法进行研究。结果表明:电流阶跃绝对幅度为50 A时,相比于PID,ADRC和模糊ADRC控制下的阴极流场湿度超调量分别减小15.5%和16.3%,阳极流场湿度超调量均减小70.3%;电流阶跃绝对幅度为100 A时,ADRC和模糊ADRC控制下的阴极流场湿度超调量分别减小45.0%和47.5%,阳极流场湿度超调量分别减小92.3%和92.4%。本研究揭示了大功率电池组湿度变化的机理,提出了保持水稳定性的方法,从而有效缓解电池组“水淹”和“膜干”问题。 展开更多
关键词 质子交换燃料电池(PEMFC) 湿度控制 比例-积分-微分(PID) 模糊自抗扰控制(ADRC)
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质子交换膜燃料电池热管理系统建模及故障仿真 被引量:6
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作者 雍加望 赵倩倩 冯能莲 《可再生能源》 CAS CSCD 北大核心 2024年第3期308-316,共9页
文章以质子交换膜燃料电池(Proton Exchange Membrane Fuel Cell,PEMFC)系统为研究对象,分析系统中各组成部件的工作机理,在MATLAB/Simulink软件中搭建了燃料电池电堆电压、阴极、质子交换膜、阳极以及温度的数学机理模型,同时使用Simul... 文章以质子交换膜燃料电池(Proton Exchange Membrane Fuel Cell,PEMFC)系统为研究对象,分析系统中各组成部件的工作机理,在MATLAB/Simulink软件中搭建了燃料电池电堆电压、阴极、质子交换膜、阳极以及温度的数学机理模型,同时使用Simulink/Simscape物理建模平台搭建热管理系统的物理模型,将两种模型集成为完整的PEMFC系统仿真模型。在所搭建的热管理系统模型中注入典型故障:散热器风扇故障和冷却液流量不足故障,对各故障模式下的燃料电池性能进行了分析。仿真结果表明:PEMFC系统模型结果与试验结果基本一致,验证了模型的合理性;通过对热管理系统故障进行仿真,可以清楚地了解故障发生的机理,为其故障诊断提供了参考依据。 展开更多
关键词 质子交换燃料电池 热管理系统 Simulink/Simscape 建模 故障仿真
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质子交换膜燃料电池性能优化控制 被引量:2
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作者 胡杰 徐泽俊 +3 位作者 岳肖 李昊 袁春 宾洋 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第1期395-406,I0033,共13页
质子交换膜燃料电池(proton exchange membrane fuel cell,PEMFC)的热管理,是影响PEMFC安全、稳定、高效运行的核心关键因素。该文在分析PEMFC热管理子系统的结构,以及关键组成部件(包括空气压缩机、冷却液循环泵和冷却风扇)的工作原理... 质子交换膜燃料电池(proton exchange membrane fuel cell,PEMFC)的热管理,是影响PEMFC安全、稳定、高效运行的核心关键因素。该文在分析PEMFC热管理子系统的结构,以及关键组成部件(包括空气压缩机、冷却液循环泵和冷却风扇)的工作原理基础上,首先搭建耦合热管理子系统的PEMFC非线性仿真模型,进一步将其简化处理得到用于控制的线性模型;在此基础上,设计基于卡尔曼滤波的状态观测器,以实现对状态和不可测量扰动的估计,从而消除模型稳态误差;随后设计目标计算器,以净输出功率跟踪误差最小化和系统效率最大化为目标,对PEMFC系统工作状态进行优化;进而基于线性控制模型,设计无偏显式模型预测控制(offset-free explicit model predictive control,offset-free EMPC),对优化工作状态进行跟踪控制;最后,搭建一个软件在环(softwareintheloop,Si L)测试平台,通过与传统MPC控制策略的仿真结果对比可得,无偏EMPC控制策略可以显著将净输出功率的平均跟踪误差绝对值从344.29W减小到82.19W,系统效率从40.32%提升到46.56%,算法平均单步计算耗时从26ms降低到11.8ms,并且可以约束PEMFC系统运行在稳定和安全的工况。 展开更多
关键词 质子交换燃料电池 系统热管理 净输出功率跟踪 效率最优化 无偏显式模型预测控制
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基于GoogLeNet与迁移学习的质子交换膜燃料电池集成系统故障诊断 被引量:2
8
作者 赵波 刘相万 +3 位作者 章雷其 陈哲 张领先 谢长君 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第13期5147-5157,I0011,共12页
为准确判别质子交换膜燃料电池(proton exchange membrane fuel cell,PEMFC)系统在动态阶跃工作电流下的故障类型,该文建立了PEMFC集成系统模型,提出一种基于GoogLeNet卷积神经网络与迁移学习的PEMFC故障诊断方法。首先,根据燃料电池运... 为准确判别质子交换膜燃料电池(proton exchange membrane fuel cell,PEMFC)系统在动态阶跃工作电流下的故障类型,该文建立了PEMFC集成系统模型,提出一种基于GoogLeNet卷积神经网络与迁移学习的PEMFC故障诊断方法。首先,根据燃料电池运行过程的电化学反应机理与经验公式建了PEMFC集成系统模型,辅机系统包括冷却系统、空气供给系统和供氢系统。然后,搭建燃料电池测试台架,利用实验数据验证搭建的PEMFC集成系统模型,并改变模型部件参数产生特征故障图像数据集。最后,采用迁移学习将预训练模型中的权重迁移到GoogLeNet模型中,以提高分类模型的收敛速度和泛化能力。2000组故障样本诊断结果表明,PEMFC集成系统在正常、冷却系统故障、氢气饥饿、空气饥饿和水淹故障共5种运行状态下的诊断精确率分别为99.30%、100%、99.10%、100%和99.10%,综合诊断准确率达99.50%,结果证明所提方法具有较高的分类精度和鲁棒性。 展开更多
关键词 质子交换燃料电池集成系统 GoogLeNet卷积神经网络 迁移学习 故障诊断
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基于H∞鲁棒控制的质子交换膜燃料电池空气供应系统设计 被引量:17
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作者 李奇 陈维荣 +2 位作者 刘述奎 林川 贾俊波 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2009年第5期109-116,共8页
自适应聚焦粒子群算法是根据粒子群优化(particle swarm optimization,PSO)算法的全局搜索与局部搜索平衡特性,改进得到的一种具有较好全局搜索能力和寻优速度的自适应群体智能优化算法。为实现对质子交换膜燃料电池(proton exchange me... 自适应聚焦粒子群算法是根据粒子群优化(particle swarm optimization,PSO)算法的全局搜索与局部搜索平衡特性,改进得到的一种具有较好全局搜索能力和寻优速度的自适应群体智能优化算法。为实现对质子交换膜燃料电池(proton exchange membrane fuel cell,PEMFC)空气供应系统的控制,建立空气供应系统机理模型,并采用多目标自适应聚焦粒子群(adaptive focusing particle swarm optimization,AFPSO)算法提出H∞鲁棒控制方法。仿真结果证明该H∞鲁棒控制方法能够实现对PEMFC空气供应系统的控制,在模拟电动车行驶过程时可使系统稳定运行,并与其它控制方法比较,证明该H∞鲁棒控制方法具有明显的优越性和有效性,对PEMFC实时控制系统的研究有重要的指导作用。 展开更多
关键词 自适应聚焦粒子群算法 质子交换燃料电池 空气供应系统建模 H∞鲁棒控制 多目标优化
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质子交换膜燃料电池控制系统的研究 被引量:13
10
作者 陈桂兰 温旭辉 孙晓 《电源技术》 CAS CSCD 北大核心 2004年第4期195-198,共4页
质子交换膜燃料电池(PEMFC)控制系统,以工业控制计算机为核心,采用了数字比例积分微分(PID)计算机控制技术,通过质量流量控制器进行进气流量和尾气流量的控制,实现了稳定的双路协调的压力控制。并且,通过对循环水流速的控制,实现了稳定... 质子交换膜燃料电池(PEMFC)控制系统,以工业控制计算机为核心,采用了数字比例积分微分(PID)计算机控制技术,通过质量流量控制器进行进气流量和尾气流量的控制,实现了稳定的双路协调的压力控制。并且,通过对循环水流速的控制,实现了稳定的电堆温度控制。此控制系统的气体压力值和电堆温度值可以任意设定在具体实验要求的某一数值。并且此系统的人机对话界面可以方便地实现控制状态的设定,可以进行实时的实验监控和数据存储以及数据查询。经实际应用证明,此控制系统控制稳定、实用性强,可应用于100~5 000 W的PEMFC发电系统的实验研究。 展开更多
关键词 质子交换燃料 电池控制系统 比例积分微分控制 压力控制 电堆温度控制
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质子交换膜燃料电池系统动态控制研究 被引量:5
11
作者 马晓军 可荣硕 +2 位作者 许世蒙 闫之峰 袁东 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第12期1409-1415,共7页
质子交换膜燃料电池(PEMFC)具有噪声低、红外特征弱,可靠性高等特点,在军用车辆和野外电源等领域有一定的应用价值。燃料电池系统的反应特性与其内部结构、反应环境等多种因素有关,而受传感器的限制,电堆内部质子交换膜的温、湿度等因... 质子交换膜燃料电池(PEMFC)具有噪声低、红外特征弱,可靠性高等特点,在军用车辆和野外电源等领域有一定的应用价值。燃料电池系统的反应特性与其内部结构、反应环境等多种因素有关,而受传感器的限制,电堆内部质子交换膜的温、湿度等因素无法直接测量,系统每一次的反应特性也不尽相同,系统模型难以确立,传统的精确控制对系统湿度调节效果不佳。本文以3 kW风冷式PEMFC为研究对象,设计了一个简化控制系统,对PEMFC系统湿度进行动态控制,使电堆湿度在阈值范围内周期性变化,摆脱了控制方式对系统模型的依赖性,解决了燃料电池内部湿度均匀性问题,并通过实验验证了该控制方法的可行性及效果。 展开更多
关键词 自动控制技术 质子交换燃料电池 湿度调节 动态阈值控制 风冷式
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基于虚拟磁链的质子交换膜燃料电池并网控制系统研究 被引量:8
12
作者 李奇 陈维荣 +2 位作者 刘述奎 黄进 田维民 《电力系统保护与控制》 EI CSCD 北大核心 2013年第2期91-96,共6页
根据质子交换膜燃料电池(PEMFC)发电系统运行特性,建立PEMFC并网控制系统模型,设计基于d轴虚拟电网磁链定向的矢量控制策略(VFOC)和改进的虚拟电网磁链观测器。并通过采用IEEEStd1547-2003标准,对并网电压、电流的总谐波畸变率(THD)进... 根据质子交换膜燃料电池(PEMFC)发电系统运行特性,建立PEMFC并网控制系统模型,设计基于d轴虚拟电网磁链定向的矢量控制策略(VFOC)和改进的虚拟电网磁链观测器。并通过采用IEEEStd1547-2003标准,对并网电压、电流的总谐波畸变率(THD)进行仿真测试。结果表明,该PEMFC并网控制系统能够实现单位功率因数运行。而且通过FFT分析证明该并网系统也能够较好地降低电压和电流总谐波含量,验证了所设计并网系统的正确性和有效性。 展开更多
关键词 质子交换燃料电池 并网系统 虚拟磁链 磁链观测器 总谐波畸变率
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质子交换膜燃料电池系统建模仿真与控制 被引量:34
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作者 皇甫宜耿 石麒 李玉忍 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第4期682-687,共6页
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... 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。 展开更多
关键词 质子交换燃料电池 BOOST 斩波电路 闭环控制
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车用质子交换膜燃料电池空气供应系统自适应解耦控制方法研究 被引量:16
14
作者 周苏 胡哲 谢非 《汽车工程》 EI CSCD 北大核心 2020年第2期172-177,共6页
当空压机性能发生衰减或静态特性发生变化时,采用前馈补偿解耦闭环控制算法对车用质子交换膜燃料电池空气供应系统基于该算法进行控制的品质会变差。为此本文在前馈补偿解耦闭环控制的基础上增加了自适应查表算法,以期提高空压机转速调... 当空压机性能发生衰减或静态特性发生变化时,采用前馈补偿解耦闭环控制算法对车用质子交换膜燃料电池空气供应系统基于该算法进行控制的品质会变差。为此本文在前馈补偿解耦闭环控制的基础上增加了自适应查表算法,以期提高空压机转速调节能力。硬件在环仿真结果表明,改进后的自适应解耦控制算法可在线和自适应地更新空压机转速标定表,从而有效消除PI调节器积分饱和现象,使空压机响应速度更快,入堆空气流量的控制效果更好。 展开更多
关键词 质子交换燃料电池 空气供应系统 前馈补偿解耦 自适应查表算法 硬件在环仿真
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质子交换膜燃料电池电堆系统建模与控制研究 被引量:2
15
作者 田玉冬 朱新坚 曹广益 《电源技术》 CAS CSCD 北大核心 2004年第10期656-660,共5页
首先介绍质子交换膜燃料电池(PEMFC)的单体结构和工作原理,并针对PEMFC电堆系统的复杂性,提出PEMFC电堆系统结构,系统结构包含PEMFC反应物供应、过程调节、水/热管理、输出调节和系统控制。然后在已有的PEMFC机理模型和经验模型的基础上... 首先介绍质子交换膜燃料电池(PEMFC)的单体结构和工作原理,并针对PEMFC电堆系统的复杂性,提出PEMFC电堆系统结构,系统结构包含PEMFC反应物供应、过程调节、水/热管理、输出调节和系统控制。然后在已有的PEMFC机理模型和经验模型的基础上,详细分析PEMFC电堆系统的数学建模,给出PEMFC电堆系统结构条件的划分、变量空间的建立、参数的选择和模型辨识。最后讨论PEMFC电堆系统控制的现状和发展,研究PEMFC电堆系统控制的特点,从应用的角度出发,提出基于模糊推理控制和广义预测控制的PEMFC电堆系统控制的可行方案。 展开更多
关键词 质子交换燃料电池 电堆系统 建模 控制
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基于Simscape的质子交换膜燃料电池冷却系统建模与温度控制策略 被引量:6
16
作者 王星 孙俊 +1 位作者 陈宁芳 闫立 《储能科学与技术》 CAS CSCD 北大核心 2023年第3期857-869,共13页
为了提高质子交换膜燃料电池(PEMFC)冷却系统模型精度且能够方便有效地对其实现控制,提出基于Simulink/Simscape构建膨胀水箱、冷却液循环泵、散热器等关键冷却系统模块,对燃料电池冷却系统进行物理建模仿真;水冷型燃料电池电堆的温度... 为了提高质子交换膜燃料电池(PEMFC)冷却系统模型精度且能够方便有效地对其实现控制,提出基于Simulink/Simscape构建膨胀水箱、冷却液循环泵、散热器等关键冷却系统模块,对燃料电池冷却系统进行物理建模仿真;水冷型燃料电池电堆的温度与冷却液出入堆温差主要受散热器的空气流量与循环水的流量影响,针对空气流量与循环水流量存在强耦合关系,提出了冷却液流量跟随电流控制,线性自抗扰控制空气流量的联合控制策略,实现了散热风扇和循环水泵控制的解耦;为保证控制策略的有效性,减少整定参数的工作量,提出了精英遗传算法优化ADRC(自抗扰控制)参数的方法,优化后的控制策略应对输入有扰动时,系统的最大超调量仅有1.23%且能在30 s内再次达到稳定,因此能够对燃料电池电堆温度实现有效控制。仿真结果表明通过优化后的控制策略在无干扰或有白噪声干扰的阶跃负载电流影响下,都能够对电堆温度与冷却液温差实现有效控制,具有很强的鲁棒性与抗干扰能力。 展开更多
关键词 质子交换燃料电池(PEMFC) 冷却系统模型 流量跟随 自抗扰控制 遗传算法优化
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基于TC275的质子交换膜燃料电池控制器设计
17
作者 黄文辉 于庆瑞 +3 位作者 王军 张景峰 孙娜 董海鹰 《现代电子技术》 北大核心 2024年第18期22-28,共7页
为提高质子交换膜燃料电池系统的能量转换效率,减少研发成本,通过分析燃料电池控制系统的功能需求,设计一种基于英飞凌TC275微处理器的燃料电池智能控制器。该控制器采集所供给燃料的温度、湿度、压力、流量,以及电堆运行时的温度、压... 为提高质子交换膜燃料电池系统的能量转换效率,减少研发成本,通过分析燃料电池控制系统的功能需求,设计一种基于英飞凌TC275微处理器的燃料电池智能控制器。该控制器采集所供给燃料的温度、湿度、压力、流量,以及电堆运行时的温度、压力和输出的电压、电流等参量,根据负载功率需求,经过智能算法实时计算后,输出相应的控制指令来调节流量计等执行器件,维持燃料电池系统智能高效、安全稳定的运行;此外,该控制器采用RS 485通信,实现燃料电池系统与上位机之间的信息交互,并实时控制燃料电池系统的运行工况。将该控制器应用于3 kW的质子交换膜燃料电池系统,其监控性能良好、运行稳定可靠,并与建立的仿真模型进行对比,实验结果一致,满足燃料电池系统的控制要求。 展开更多
关键词 质子交换燃料电池 智能控制 TC275 微处理器 RS 485通信 信息交互 电路设计
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基于模型自学习的燃料电池空气系统自抗扰控制
18
作者 江维海 程放 +2 位作者 李丞 朱仲文 季传龙 《控制理论与应用》 北大核心 2025年第8期1587-1595,共9页
面向控制的燃料电池空气系统模型存在工况适应范围小的问题,因此,系统时变后导致的模型不准确将恶化基于模型的控制效果.对此,本研究开发了一种基于贝叶斯学习模型的自抗扰控制策略,以实现宽工况范围和长寿命周期内的精确控制.首先,建... 面向控制的燃料电池空气系统模型存在工况适应范围小的问题,因此,系统时变后导致的模型不准确将恶化基于模型的控制效果.对此,本研究开发了一种基于贝叶斯学习模型的自抗扰控制策略,以实现宽工况范围和长寿命周期内的精确控制.首先,建立面向控制的燃料电池空气系统四阶模型,采用贝叶斯估计,根据不同工况下燃料电池系统的测试数据对模型参数进行训练,并借助极大似然估计选择空压机流量多项式模型的适宜阶次,降低模型参数时变造成的影响,增大模型的工况适应范围.此外,针对空气系统流量与压力的耦合问题,设计了自抗扰解耦控制方案,将耦合效应视为系统总扰动,利用扩张状态观测器实时估计并补偿至控制律中,实现精准解耦.最后,基于MATLAB/Simulink环境搭建了燃料电池空气系统仿真平台,仿真结果显示,该方法有效确保了模型高精度,实现了流量与压力的精确协同控制,保障了燃料电池系统的安全高效运行. 展开更多
关键词 质子交换燃料电池 模型训练 阶次选择 自抗扰控制
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基于灰色系统的质子交换膜燃料电池温度控制 被引量:2
19
作者 刘晶 沈卫东 +2 位作者 阮喻 杜明磊 刘驰 《电源技术》 CAS CSCD 北大核心 2006年第12期997-999,共3页
质子交换膜燃料电池组工作时,产生大量热量,能否确保质子交换膜燃料电池的废热及时排出已成为其能否实用化的关键之一。直接采用温度传感器在质子交换膜燃料电池的尾气出口处测得温度,利用灰色系统解决“小样本”、“贫信息”不确定性... 质子交换膜燃料电池组工作时,产生大量热量,能否确保质子交换膜燃料电池的废热及时排出已成为其能否实用化的关键之一。直接采用温度传感器在质子交换膜燃料电池的尾气出口处测得温度,利用灰色系统解决“小样本”、“贫信息”不确定性问题的特点,建立预测尾气温度的新型数学模型,对下一时刻的出口温度进行预测,并根据预测的数据对风扇功率进行预调节,确保质子交换膜燃料电池工作在适宜的温度中。通过对实验数据的分析,此模型已达到较好的预测精度,并且由于程序的简单,较容易在硬件上实现,具有较高的实用性。 展开更多
关键词 质子交换燃料电池 灰色系统 温度控制 风扇调速
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车用质子交换膜燃料电池系统技术现状 被引量:13
20
作者 周苏 纪光霁 +2 位作者 马天才 陈凤祥 章桐 《汽车工程》 EI CSCD 北大核心 2009年第6期489-495,共7页
详细介绍了车用质子交换膜燃料电池(PEMFC)系统的组成,描述了目前国内外PEMFC系统的技术状态及技术指标。
关键词 汽车 燃料电池系统 质子交换 技术现状
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