基于LS-SVM的燃料电池控制建模的研究 被引量：3

1

作者 李曦 曹广益 +1 位作者 朱新坚 苗青 《系统仿真学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第6期1360-1362,共3页

由于直接甲醇燃料电池数学模型的复杂性难以满足工程上对DMFC控制系统的设计,提出一种基于最小二乘支持向量机建模算法,用具有RBF核函数的LS-SVM离线建立DMFC电堆的非线性模型;仿真和实验结果表明了该建模方法具有建模简单、模型精度高... 由于直接甲醇燃料电池数学模型的复杂性难以满足工程上对DMFC控制系统的设计,提出一种基于最小二乘支持向量机建模算法,用具有RBF核函数的LS-SVM离线建立DMFC电堆的非线性模型;仿真和实验结果表明了该建模方法具有建模简单、模型精度高等优点,亦证明了该算法的有效性和优越性。研究结果对直接甲醇燃料电池控制系统的建模和控制具有一定的实用价值。 展开更多

关键词 直接甲醇燃料电池 非线性建模 最小二乘支持向量机 径向基函数(RBF)

在线阅读 下载PDF 职称材料

微型燃料电池制备及其微通道摩擦性能的研究

2

作者 黄强 朱新坚 曹广益 《摩擦学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第6期574-577,共4页

阐述了微型燃料电池的制备过程,结合传统燃料电池数学理论和微流体力学,建立了微型质子交换膜燃料电池(μPEM FC)的数学模型,分析了微通道特性(如摩擦系数和水力直径等)对微型燃料电池性能的影响.结果表明:运用F luen t软件对模型进行... 阐述了微型燃料电池的制备过程,结合传统燃料电池数学理论和微流体力学,建立了微型质子交换膜燃料电池(μPEM FC)的数学模型,分析了微通道特性(如摩擦系数和水力直径等)对微型燃料电池性能的影响.结果表明:运用F luen t软件对模型进行计算的仿真结果与公开实验数据基本符合,验证了模型正确性;而传统模型的仿真结果小于真实值;当气道的水力直径Dh从348降至100时,电池性能有所上升;而当Dh值降至61.1时,其性能有所下降. 展开更多

关键词 微型燃料电池 数学模型 微通道 摩擦系数 水力直径

在线阅读 下载PDF 职称材料

燃料电池-光伏混合发电系统建模与仿真 被引量：7

3

作者 史君海 朱新坚 +1 位作者 隋生 仲志丹 《电源技术》 CAS CSCD 北大核心 2007年第9期728-731,共4页

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... 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3kW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。 展开更多

关键词 燃料电池 光伏电池 动态模型 滑模控制 发电系统

在线阅读 下载PDF 职称材料

质子交换膜燃料电池故障诊断 被引量：13

4

作者 郭家兴 朱新坚 曹广益 《电源技术》 CAS CSCD 北大核心 2008年第8期528-531,共4页

近些年来,对质子交换膜燃料电池(PEMFC)发电系统的研究有了很大的进展,但仍有许多问题尚未解决,特别是故障诊断和系统稳定性问题。针对PEMFC的两种典型故障——电极水淹和质子交换膜脱水进行研究,提出一种适于在线故障诊断的模糊模型,... 近些年来,对质子交换膜燃料电池(PEMFC)发电系统的研究有了很大的进展,但仍有许多问题尚未解决,特别是故障诊断和系统稳定性问题。针对PEMFC的两种典型故障——电极水淹和质子交换膜脱水进行研究,提出一种适于在线故障诊断的模糊模型,并用蚁群算法对模型参数进行优化。最终通过对模型输出的大小和变化率设定两个阈值,得出了判别两种故障的方法。 展开更多

关键词 质子交换膜燃料电池 故障诊断 模糊模型 蚁群算法

在线阅读 下载PDF 职称材料

喷射器在燃料电池阳极循环回收系统中的应用 被引量：6

5

作者 张颖颖 曹广益 朱新坚 《电源技术》 CAS CSCD 北大核心 2006年第2期121-124,共4页

在燃料电池阳极系统中,使用喷射器装置将阳极未反应完的燃料循环回收,可以在保证燃料充分供应的同时,避免由于燃料浪费而导致整个系统效率降低。在完成喷射器的设计和模型之后,将其与燃料电池及其他装置集成,实现了完整的燃料电池阳极... 在燃料电池阳极系统中,使用喷射器装置将阳极未反应完的燃料循环回收,可以在保证燃料充分供应的同时,避免由于燃料浪费而导致整个系统效率降低。在完成喷射器的设计和模型之后,将其与燃料电池及其他装置集成,实现了完整的燃料电池阳极循环回收系统模型。在MATLAB/SIMULINK环境里,采用比例-积分-微分(PID)方法控制阳极的湿度和压力,实现了燃料电池阳极系统的实时仿真运行,运行性能稳定。 展开更多

关键词 喷射器 燃料电池 阳极系统 压力和湿度控制 实时仿真

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于神经网络辨识的质子交换膜燃料电池建模 被引量：7

6

作者 卫东 曹广益 朱新坚 《系统仿真学报》 CAS CSCD 2003年第6期817-819,共3页

针对质子交换膜燃料电池(PEMFC)系统过于复杂,难以建模,而已建立的模型难以满足PEMFC控制系统设计和应用的要求。本文利用神经网络具有逼近任意复杂非线性函数的能力,将神经网络辨识方法应用到PEMFC强非线性系统的建模中,避开了PEMFC系... 针对质子交换膜燃料电池(PEMFC)系统过于复杂,难以建模,而已建立的模型难以满足PEMFC控制系统设计和应用的要求。本文利用神经网络具有逼近任意复杂非线性函数的能力,将神经网络辨识方法应用到PEMFC强非线性系统的建模中,避开了PEMFC系统内部的复杂性。模型以电池工作温度为神经网络辨识模型的输入量,电池电压、电流密度为输出量,利用500组实验数据作为训练样本,采用改进型BP算法,建立了不同温度下电池电压-电流密度动态响应模型。仿真结果表明,方法可行,建立的模型精度较高,从而为设计PEMFC实时控制系统奠定了基础。 展开更多

关键词 质子交换膜燃料电池 神经网络辨识 非线性系统建模 BP算法

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于自适应模糊神经技术的质子交换膜燃料电池建模与控制 被引量：5

7

作者 卫东 曹广益 朱新坚 《系统仿真学报》 CAS CSCD 2004年第5期987-991,共5页

质子交换膜燃料电池(PEMFC)是21世纪最有生命力的发电技术之一。本文从PEMFC实际应用的角度出发,应用自适应模糊神经网络技术对PEMFC系统进行建模与控制。在建模与控制过程中,将训练好的网络模型作为PEMFC控制系统的参考模型,并在线对... 质子交换膜燃料电池(PEMFC)是21世纪最有生命力的发电技术之一。本文从PEMFC实际应用的角度出发,应用自适应模糊神经网络技术对PEMFC系统进行建模与控制。在建模与控制过程中,将训练好的网络模型作为PEMFC控制系统的参考模型,并在线对控制模型参数进行自适应调整。所设计的控制器的性能在仿真和试验结果中得以证明。 展开更多

关键词 质子交换膜燃料电池(PEMFC) 自适应神经模糊推理系统(ANFIS) 自适应神经网络学习算法(ANA) 自适应神经模糊控制器

在线阅读 下载PDF 职称材料

微尺度学在微型燃料电池数学模型中的应用 被引量：2

8

作者 黄强 朱新坚 曹广益 《系统仿真学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第9期2118-2122,共5页

以微型质子交换膜燃料电池(μPEMFC)为研究对象,结合传统燃料电池的数学理论,运用微尺度流体学,建立了电池的数学模型。该模型根据动量守恒、质量守恒以及电化学、微/纳米尺度流体学,分析了微通道特性对电池性能的影响。通过仿真曲线与... 以微型质子交换膜燃料电池(μPEMFC)为研究对象,结合传统燃料电池的数学理论,运用微尺度流体学,建立了电池的数学模型。该模型根据动量守恒、质量守恒以及电化学、微/纳米尺度流体学,分析了微通道特性对电池性能的影响。通过仿真曲线与已公开的实验结果地比较,验证了模型的准确性。 展开更多

关键词 微型燃料电池 数学模型 微通道 微尺度

在线阅读 下载PDF 职称材料

质子交换膜燃料电池发电系统建模与分析 被引量：1

9

作者 史君海 朱新坚 曹广益 《电源技术》 CAS CSCD 北大核心 2006年第11期887-889,913,共4页

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-D... 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。 展开更多

关键词 质子交换膜燃料电池(PEMFC) 发电系统 动态模型 DC—DC转换器 供气系统

在线阅读 下载PDF 职称材料

光伏-氢能自主发电系统稳态建模与分析 被引量：6

10

作者 史君海 朱新坚 曹广益 《系统仿真学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第7期1884-1886,1944,共4页

对光伏-氢能自主发电系统进行建模和分析是设计和应用的基础,提出了包括光伏电池、可再生燃料电池和蓄电池的稳态数学模型,仿真和分析光伏-氢能自主发电系统长期运行的性能。利用建立的数学模型来分析和比较两类光伏-氢能自主发电系统:... 对光伏-氢能自主发电系统进行建模和分析是设计和应用的基础,提出了包括光伏电池、可再生燃料电池和蓄电池的稳态数学模型,仿真和分析光伏-氢能自主发电系统长期运行的性能。利用建立的数学模型来分析和比较两类光伏-氢能自主发电系统:光伏电池-可再生燃料电池-蓄电池系统(PVRFCBAT)和光伏电池-可再生燃料电池系统(PVRFC)的性能。仿真结果表明PVRFCBAT发电系统的经济性能、效率和可再生燃料电池的使用寿命优于PVRFC发电系统,但它的结构较为复杂,蓄电池使用寿命较短。 展开更多

关键词 系统仿真 光伏电池 可再生燃料电池 自主发电系统

在线阅读 下载PDF 职称材料

PEMFC的通用稳态电压模型的开发 被引量：3

11

作者 张颖颖 曹广益 朱新坚 《电源技术》 CAS CSCD 北大核心 2005年第6期402-405,共4页

为了进行电池控制设计而为电池输出电压建立模型。在分析大量文献的机理模型和经验模型的基础上,将机理和经验两种建模方法良好结合,重点是改进电池膜阻抗部分的模型,目的是使得到的PEMFC电压模型因为基于机理基础而具有灵活的有效性,... 为了进行电池控制设计而为电池输出电压建立模型。在分析大量文献的机理模型和经验模型的基础上,将机理和经验两种建模方法良好结合,重点是改进电池膜阻抗部分的模型,目的是使得到的PEMFC电压模型因为基于机理基础而具有灵活的有效性,同时又有经验的形式而具有适合控制的简单性。多组PEMFC实验数据的验证表明,提出的膜阻抗模型能够在电流密度为0～0.9A/cm的范围内准确预测各种Nafion117膜的阻抗,电压模型能够在很大的电流密度范围内,适用于具有不同反应面积和不同特点Nafion膜的PEM燃料电池,因此是PEM燃料电池发电系统仿真和设计分析的一个很有用的工具。 展开更多

关键词 质子交换膜燃料电池 输出电压 膜阻抗 机理建模 经验建模

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于模糊建模技术的PEMFC非线性控制

12

作者 李曦 曹广益 +1 位作者 朱新坚 付晓薇 《电源技术》 CAS CSCD 北大核心 2005年第4期245-249,共5页

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PEM-FC系统进行建模与控制。在建模与控制过程中,采用离线学习和在线修正辨识出对象的模糊模型;其中,模型的参数通过模糊聚类初始化和离线反... 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PEM-FC系统进行建模与控制。在建模与控制过程中,采用离线学习和在线修正辨识出对象的模糊模型;其中,模型的参数通过模糊聚类初始化和离线反向传播算法进行学习,必要时,可通过在线调整后件参数,使模型的预测精度能满足实时控制的需要。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。 展开更多

关键词 质子交换膜燃料电池(PEMFC) 非线性预测控制 模糊聚类 离散优化 分支定界

在线阅读 下载PDF 职称材料

家用混合发电系统的能量优化控制策略

13

作者 张颖颖 曹广益 朱新坚 《电力系统自动化》 EI CSCD 北大核心 2005年第22期45-48,86,共5页

家庭负载频繁出现瞬间的峰值功率需求,由燃料电池/蓄电池组成的混合发电系统是最清洁和高效的发电方式之一。燃料电池仅满足基本负载,由蓄电池放电以满足瞬间的峰值功率需求。研究了一个60kW家用混合发电系统,该系统由质子交换膜燃料电... 家庭负载频繁出现瞬间的峰值功率需求,由燃料电池/蓄电池组成的混合发电系统是最清洁和高效的发电方式之一。燃料电池仅满足基本负载,由蓄电池放电以满足瞬间的峰值功率需求。研究了一个60kW家用混合发电系统,该系统由质子交换膜燃料电池(PEMFC)和阀控铅酸蓄电池组成,设计为10个家庭同时供电。在保证系统可靠性和持久性的同时,为了提高整个混合发电系统的工作效率和燃料经济性,在系统仿真和分析的基础上详细描述了一种基于规则的能量优化控制策略。仿真实验结果表明,与燃料电池单独供电相比,60kW混合发电系统通过优化2种能源之间的功率分配,能够在响应负载的同时提高整个发电系统的工作效率和燃料经济性。 展开更多

关键词 混合发电系统 质子交换膜燃料电池 阀控铅酸蓄电池 能量优化 效率 燃料经济性

在线阅读 下载PDF 职称材料