質(zhì)子交換膜燃料電池系統(tǒng)建模與控制研究.pdf

1、隨著能源危機(jī)和環(huán)境污染問題越來越嚴(yán)重，開發(fā)高效、低污染的能源技術(shù)已成為世界各國的重大課題之一。質(zhì)子交換膜燃料電池(PEMFC)以其能量密度高并且環(huán)保的優(yōu)點(diǎn)，特別適用于移動(dòng)電源。然而PEMFC系統(tǒng)十分復(fù)雜，工作時(shí)需要考慮很多關(guān)鍵變量，在實(shí)際的發(fā)電過程中，為了提高PEMFC發(fā)電系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性和可靠性，必須采用有效可行的控制方法。本文主要研究內(nèi)容如下:
　　針對(duì)PEMFC系統(tǒng)建立了系統(tǒng)的非線性模型，運(yùn)用線性時(shí)不變(LTI)工具對(duì)非線性

2、模型進(jìn)行線性化，得到系統(tǒng)的線性化模型。為了能夠減小系統(tǒng)模型的線性化誤差和保證系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性，設(shè)計(jì)了對(duì)應(yīng)的前饋控制器。通過仿真實(shí)驗(yàn)對(duì)比驗(yàn)證了線性化模型的可靠性和有效性。
　　對(duì)于已經(jīng)建立的帶有前饋控制器的系統(tǒng)線性模型，利用線性二次技術(shù)和分離原理，將反饋控制器分成狀態(tài)反饋控制器和狀態(tài)觀測(cè)器分開進(jìn)行設(shè)計(jì)。結(jié)合LQR方法對(duì)狀態(tài)反饋控制器進(jìn)行設(shè)計(jì)，對(duì)于系統(tǒng)的狀態(tài)估計(jì)則利用基于卡爾曼濾波的狀態(tài)觀測(cè)器來實(shí)現(xiàn)，最后實(shí)現(xiàn)的整個(gè)系統(tǒng)閉環(huán)控制和系統(tǒng)的穩(wěn)