質(zhì)子交換膜燃料電池系統(tǒng)建模與控制研究.pdf

1、隨著能源危機和環(huán)境污染問題越來越嚴重，開發(fā)高效、低污染的能源技術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，特別適用于移動電源。然而PEMFC系統(tǒng)十分復雜，工作時需要考慮很多關鍵變量，在實際的發(fā)電過程中，為了提高PEMFC發(fā)電系統(tǒng)運行的穩(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PEMFC系統(tǒng)建立了系統(tǒng)的非線性模型，運用線性時不變(LTI)工具對非線性

2、模型進行線性化，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)的動態(tài)特性，設計了對應的前饋控制器。通過仿真實驗對比驗證了線性化模型的可靠性和有效性。
　　對于已經(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)觀測器分開進行設計。結(jié)合LQR方法對狀態(tài)反饋控制器進行設計，對于系統(tǒng)的狀態(tài)估計則利用基于卡爾曼濾波的狀態(tài)觀測器來實現(xiàn)，最后實現(xiàn)的整個系統(tǒng)閉環(huán)控制和系統(tǒng)的穩(wěn)