燃料電池觀測與控制問題的研究.pdf

1、燃料電池是以天然氣、氫氣等為燃料，將燃料的化學能直接轉(zhuǎn)換為電能的新型發(fā)電裝置。與傳統(tǒng)的火力發(fā)電等方式相比它具有熱效率高、噪音低、污染低等優(yōu)點，是未來理想的新能源。因此對燃料電池觀測與控制的研究具有重大的經(jīng)濟意義和戰(zhàn)略意義。 本文從分析燃料電池的研究現(xiàn)狀及工作原理入手，著重討論了兩個問題：氫氣分壓的觀測和輸出電壓的預(yù)測控制。在燃料電池電力系統(tǒng)中最具有難度的問題就是氫氣的調(diào)節(jié)。 氫氣的匱乏會引起電池壽命的縮短，而由燃料處理系

2、統(tǒng)提供過量的氫氣輸出則會降低它的效率。本文研究了一個非線性自適應(yīng)觀測器，通過電壓、電流和總的壓力測量值來估計氫氣在陽極入口和出口處的分壓。分析了存在測量誤差的情況下觀測器的魯棒性并對應(yīng)用自適應(yīng)觀測器的燃料電池系統(tǒng)進行了仿真，驗證了觀測器的效果。 燃料電池運行在一個非常復(fù)雜的封閉環(huán)境中，由于各種因素的干擾很容易導(dǎo)致輸出電壓的波動。本文探討了一種子空間預(yù)測控制方法用于燃料電池輸出電壓控制。這種算法將子空間系統(tǒng)辨識和預(yù)測控制兩步結(jié)合成