5kW質(zhì)子交換膜燃料電池系統(tǒng)的建模與控制.pdf

1、質(zhì)子交換膜燃料電池(Proton Exchange Membrane Fuel Cell，PEMFC)發(fā)電系統(tǒng)發(fā)電效率高，對環(huán)境無污染，是21世紀很有發(fā)展前景的清潔能源技術(shù)之一。燃料電池系統(tǒng)具有復雜非線性系統(tǒng)的一些特點，影響其輸出性能的因素較多。自適應動態(tài)規(guī)劃(Adaptive Dynamic Programming，ADP)算法在求解非線性系統(tǒng)的最優(yōu)控制解方面具有優(yōu)勢，使用自適應動態(tài)規(guī)劃算法實現(xiàn)對非線性系統(tǒng)的優(yōu)化控制，是一種有益的嘗試

2、。
　　 首先，本文在分析了5kW質(zhì)子交換膜燃料電池系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)與運行機理的基礎(chǔ)上，建立了電池堆和周邊輔助設(shè)備的機理模型，詳細分析了一些重要運行參數(shù)如反應氣體流量、電池堆工作溫度、電池堆相對濕度等，對燃料電池系統(tǒng)輸出性能的影響，并在MATLAB/Simulink環(huán)境下建立了相應的仿真模型。
　　 其次，依據(jù)自適應動態(tài)規(guī)劃基本原理，使用三層BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建了自適應動態(tài)規(guī)劃算法的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，將建立好的燃料電池堆機理模型應用于自

3、適應動態(tài)規(guī)劃算法中，設(shè)計了啟發(fā)式動態(tài)規(guī)劃(Heuristic DynamicProgramming，HDP)控制器、雙啟發(fā)式動態(tài)規(guī)劃(Dual HeuristicProgramming，DHP)控制器和執(zhí)行依賴啟發(fā)式動態(tài)規(guī)劃(Action DependentHeuristic Dynamic Programming，ADHDP)控制器。
　　 然后，在對燃料電池堆氫氣流量的控制中，分別采用了傳統(tǒng)的PID控制器和HDP控制器；在對