高温固体氧化物燃料电池建模与控制方法研究

发布时间：2021-03-05 01:06

　　固体氧化物燃料电池（SOFC）作为一种新型能源,具有能量转换效率高、对环境污染影响小、燃料来源丰富等独特的优点。然而,内部剧烈的化学反应和高达1000℃的工作温度导致SOFC在结构分析、控制器设计以及安全保障等方面存在一系列问题。因此如何提高SOFC的运行效率和稳定性一直是近年来的研究热点和难点。由于SOFC内完全密闭的环境和复杂的过程导致系统不可避免的会遭受各种不确定性和非线性,例如SOFC内部参数不确定性,甲烷水蒸气重整（MSR）反应动力学模型中温度对甲烷转换率的影响是非线性的,氢氧反应（HOR）电化学模型中氢气流速对电池输出电压的影响也是非线性的。因此,严重依赖于模型精度的传统控制方法在反应过程控制中效率低下,可靠性不高。而迭代学习控制（ILC）能以非常简单的方式处理不确定度相当高的动态系统,且仅需较少的先验知识和计算量,同时适应性强,易于实现。本文利用ILC方法用于SOFC系统的精确控制,具体内容如下:首先根据SOFC的工作原理对SOFC内部MSR反应进行动力学建模,通过模型以及实验数据初步分析模型中部分参数对甲烷转换率的影响。随后提出两个ILC方案分别用于精确控制甲烷在MSR... 

【文章来源】：西南交通大学四川省 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：65 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

SOFC 几何模型

图 2-2 SOFC 工作原理 2-2 展示出了 SOFC 的工作原理[23]，空气流过阴极的外表面，氧气（2O ）极表面的孔隙扩散到达阴极以及电解质的交界面，与电子发生以下的还原反 22O 4e 2O（些氧离子通过从高氧压力侧（即阴极和电解质界面）到低氧压力侧（即阳

图 2-2 SOFC 工作原理 2-2 展示出了 SOFC 的工作原理[23]，空气流过阴极的外表面，氧气（2O ）极表面的孔隙扩散到达阴极以及电解质的交界面，与电子发生以下的还原反 22O 4e 2O（些氧离子通过从高氧压力侧（即阴极和电解质界面）到低氧压力侧（即阳

【参考文献】：
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本文编号：3064284