PEMFC分数阶子空间建模及其预测控制研究

发布时间：2021-01-27 13:27

　　能源短缺和环境污染已成为制约人类可持续发展的关键问题,加大开发和利用清洁低碳和可再生能源已成为各国能源发展的主要趋势。质子交换膜燃料电池（Proton Exchange Membrane Fuel Cell,PEMFC）作为一种清洁、高效的新能源发电装置,具有启动温度低、可靠性高、响应速度快、噪音小、单元模块化等突出优点,极具应用前景。PEMFC是一个多变量、强耦合、非线性的复杂系统,精确的建模方法是对其进行研究的基础,而先进的控制策略则是提高发电性能的关键。近年来,不少研究表明PEMFC发电过程中的气体扩散、热量传导以及电化学反应等动态过程存在分数阶特性。为此,本文将分数阶理论与子空间辨识方法（Subspace Identification Method,SIM）相结合,建立PEMFC的分数阶状态空间模型,基于所得分数阶模型设计了适用于PEMFC的模型预测控制（Model Predictive Control,MPC）策略。本文主要研究内容包括:（1）建立了PEMFC的整数阶状态空间模型。针对传统PEMFC多变量建模方法中存在的需迭代优化、计算量大等问题,将子空间辨识方法引入到PEM... 

【文章来源】：南京理工大学江苏省 211工程院校

【文章页数】：80 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

电堆温度-电压曲线

【参考文献】：
期刊论文
[1]阴极扩散层孔隙率不同分布对PEMFC性能的影响[J]. 张宁,张小娟.  电源技术. 2017(09)
[2]PEMFC动态建模与模糊分数阶PIλDμ控制[J]. 戚志东,周茜,卞慧娟,马倩.  控制与决策. 2017(06)
[3]PEMFC发电系统FFRLS在线辨识和实时最优温度广义预测控制方法[J]. 尹良震,李奇,洪志湖,韩莹,陈维荣.  中国电机工程学报. 2017(11)
[4]罚函数法在求解航空发动机非线性方程组中的应用[J]. 施洋,杨锟,屠秋野,蔡元虎.  航空计算技术. 2016(06)
[5]高炉炼铁过程多元铁水质量非线性子空间建模及应用[J]. 宋贺达,周平,王宏,柴天佑.  自动化学报. 2016(11)
[6]考虑水膜结构的PEMFC团聚体二相流模型[J]. 杜新,胡扬,王金龙.  长春理工大学学报(自然科学版). 2016(03)
[7]质子交换膜燃料电池应用现状及分析[J]. 王洪建,程健,张瑞云,王鹏杰,任永强,许世森.  热力发电. 2016(03)
[8]PEMFC树状分形流场传递过程的数值分析[J]. 鲁聪达,毛潘泽,文东辉,张东升.  电源技术. 2016(03)
[9]复杂介质中扩散和耗散行为的分数阶导数唯象建模[J]. 庞国飞,陈文,张晓棣,孙洪广.  应用数学和力学. 2015(11)
[10]质子交换膜燃料电池温度子空间辨识模型[J]. 徐夏吟.  工业控制计算机. 2015(09)

博士论文
[1]固体氧化物燃料电池发电系统动态建模与控制[D]. 曹红亮.华中科技大学 2012
[2]闭环子空间辨识方法及其应用[D]. 李幼凤.浙江大学 2010
[3]分数阶系统辨识与控制器设计研究[D]. 李旺.中国科学技术大学 2010
[4]车用PEMFC空气供给系统建模及控制策略研究[D]. 卫国爱.武汉理工大学 2010

硕士论文
[1]PEMFC分数阶状态空间建模与自适应控制研究[D]. 胡聪.南京理工大学 2017
[2]基于连续时间模型的时域子空间辨识研究[D]. 胡扬声.中国科学技术大学 2016
[3]质子交换膜燃料电池湿度控制系统研究[D]. 葛福臻.武汉理工大学 2015
[4]基于质子交换膜燃料电池特性的控制研究[D]. 于亚笛.北京化工大学 2014
[5]高速列车子空间模型辨识与预测控制方法[D]. 颜争.华东交通大学 2013
[6]基于分数阶微积分的PEMFC建模与辨识[D]. 张明.北京化工大学 2012
[7]二次规划的算法研究[D]. 雍龙泉.西安电子科技大学 2005



本文编号：3003127