摘要：对为建筑提供热电联供的60 kW PEMFC分布式发电系统进行研究,并根据物质的动态流动和电化学反应过程建立了发电系统模型,针对系统对发电效率和稳定运行的要求,以及多参数非线性强动态耦合的特点,对系统的控制设计不再强调某个参数,而是着眼于整个系统的协调运行。模拟15个家庭一天典型的电能需求进行了系统的动态仿真实验,实验结果说明,提出的系统控制方案可行,工作点的优化搜索能够使系统良好的响应实时负载,单神经元PI解耦控制器则使系统始终在理想的压力和湿度条件下稳定运行。这些将为系统的进一步优化设计和开发应用提供指导。

摘要：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。

摘要：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。

摘要：根据直接甲醇燃料电池(DMFC)的组成结构、工作原理,并运用电化学,流体动力学、热力学等学科理论,建立了DMFC电池性能数学模型,并结合DMFC实验数据进行仿真,结果表明这种数学建模是合理和有效的。由于数学模型的复杂性难以满足工程上对PMFC控制系统的设计特别是实时控制需要的情况,本文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。

摘要：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。

摘要：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。

摘要：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。

摘要：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。

摘要：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。

摘要：在内模控制(IMC)结构下对控制能量存在约束时一类随机摄动系统的最优控制及其仿真方法作了探讨。首先在鲁棒重新设计的基础上,针对一类随机模型误差的描述提出了一个平均意义上的包含跟踪误差和控制能量的性能指标,然后通过谱分解极小化该性能指标导出一个最优的内模控制器设计方法,可以兼顾模型摄动和控制能量约束,最后根据随机摄动系统的特点进行仿真研究进一步说明了所得控制方法的有效性。