模糊預測控制在PEMFC溫度控制系統(tǒng)中的應用研究.pdf

1、質子交換膜燃料電池(Proton Exchange Membrane Fuel Cells簡稱PEMFC)具有啟動速度快、攜帶方便、體積小等諸多優(yōu)點，特別適用于電動汽車、潛艇、備用電源等領域，因此越來越受到世人的矚目。本研究課題就是在此背景下提出的。質子交換膜燃料電池的運行溫度是影響燃料電池的放電性能和使用壽命的重要因素，表現(xiàn)在：溫度的適度升高可以提高電池的輸出功率，但是當溫度超出燃料電池的正常使用范圍時就可能會對電池內部造成損壞，縮短

2、電池的使用壽命，因此需要對燃料電池的工作溫度進行有效的控制。PEMFC的溫度控制系統(tǒng)表現(xiàn)出諸如：多輸入多輸出、耦合、時滯、時變性、非線性、不確定性、不確定性、信息量少、性能指標高等特點，對其控制具有較大難度。
　　 本文采用一種基于T-S模糊模型的預測控制算法對PEMFC的溫度進行控制，并且通過仿真試驗得到較滿意的控制效果。主要研究內容包括以下幾點：⑴提出了一種基于改進GK聚類的建模方法，這種方法可以簡化在模糊模型建模時的運算量

3、，并且提高了模型的精確度。制定了一種數(shù)學函數(shù)，該函數(shù)可以對模糊模型輸入變量的重要性進行排序選取，并結合最小二乘法和L-M優(yōu)化算法給出了模糊建模的具體實現(xiàn)方法。⑵研究了基于T-S模糊模型的非線性模糊預測控制方法，可以運用T-S模糊建模方法把非線性系統(tǒng)轉化成線性時變系統(tǒng)，這樣就可以利用線性系統(tǒng)的預測控制方法來實現(xiàn)對非線性系統(tǒng)的控制。采用了狀態(tài)空間模型形式表達非線性系統(tǒng)，可以更加方便直觀處理多變量系統(tǒng)。⑶采用基于改進聚類算法的模糊建模方法和基