目錄
第1章 緒論 1
1.1 概述 1
1.2 氫燃料電池發(fā)電系統(tǒng)控制技術發(fā)展現(xiàn)狀 6
1.2.1 操作參數(shù)對氫燃料電池輸出特性的影響 6
1.2.2 空冷型燃料電池發(fā)電系統(tǒng)控制技術 8
1.2.3 水冷型燃料電池發(fā)電系統(tǒng)控制技術 9
第2章 空冷型燃料電池發(fā)電系統(tǒng) 11
2.1 空冷型燃料電池工作原理 11
2.2 系統(tǒng)平臺 12
2.3 控制系統(tǒng) 16
2.4 本章小結 25
第3章 空冷型燃料電池發(fā)電系統(tǒng)閉環(huán)控制技術 26
3.1 離散增量式PID控制技術 26
3.1.1 離散增量式PID控制器設計 26
3.1.2 實驗結果與分析 28
3.2 模糊邏輯控制技術 30
3.2.1 模糊控制器設計 31
3.2.2 實驗結果與分析 34
3.3 自適應模糊PID控制技術 36
3.3.1 自適應模糊PID控制器設計 36
3.3.2 自適應模糊推理過程 37
3.3.3 實驗結果與分析 40
3.4 本章小結 42
第4章 空冷型燃料電池發(fā)電系統(tǒng)優(yōu)化控制技術 43
4.1 輸出特性分析 43
4.1.1 性能影響因素分析 43
4.1.2 凈功率特性分析 47
4.2 凈功率優(yōu)化控制技術 49
4.2.1 基于最大凈功率的空冷型燃料電池發(fā)電系統(tǒng)控制 49
4.2.2 滑模變結構控制方法 50
4.2.3 實驗對比分析 53
4.3 基于在線辨識模型的空冷型燃料電池發(fā)電系統(tǒng)優(yōu)化控制 57
4.3.1 空冷型燃料電池發(fā)電系統(tǒng)的動態(tài)線性化數(shù)據(jù)模型 57
4.3.2 基于偏格式動態(tài)線性化的MFAPC控制器設計 61
4.3.3 系統(tǒng)參數(shù)在線辨識 64
4.3.4 無模型自適應預測控制方法實驗研究 65
4.4 本章小結 72
第5章 水冷型燃料電池發(fā)電系統(tǒng)建模 73
5.1 工作原理 73
5.2 系統(tǒng)建模 75
5.2.1 燃料電池發(fā)電系統(tǒng)仿真平臺 75
5.2.2 燃料電池電堆模型 76
5.2.3 空氣供應系統(tǒng)模型 78
5.2.4 氫氣供應系統(tǒng)模型 84
5.2.5 冷卻加濕系統(tǒng)模型 85
5.3 硬件在環(huán)半實物平臺 86
5.4 模型驗證 89
5.5 本章小結 90
第6章 水冷型燃料電池發(fā)電系統(tǒng)優(yōu)化控制技術 91
6.1 過氧比特性分析 91
6.1.1 過氧比定義 91
6.1.2 暫態(tài)特性 92
6.1.3 穩(wěn)態(tài)特性 93
6.2 過氧比閉環(huán)控制技術 95
6.2.1 基于自適應模糊PID控制的過氧比閉環(huán)控制 95
6.2.2 基于級聯(lián)滑�？刂频倪^氧比閉環(huán)控制 101
6.2.3 結果與分析 107
6.3 基于最優(yōu)過氧比的水冷型PEMFC發(fā)電系統(tǒng)分層控制 108
6.3.1 最優(yōu)過氧比分層控制器原理 108
6.3.2 基于離線+在線的最優(yōu)過氧比尋優(yōu)算法 109
6.3.3 超螺旋滑模控制器設計 110
6.3.4 閉環(huán)系統(tǒng)控制穩(wěn)定性證明 113
6.3.5 過氧比分層控制方法驗證 115
6.4 本章小結 119
第7章 含觀測器的水冷型燃料電池發(fā)電系統(tǒng)控制技術 121
7.1 滑模觀測器設計 121
7.1.1 混合多階滑模觀測器設計 121
7.1.2 混合多階滑模觀測器穩(wěn)定性分析 125
7.1.3 結果分析 128
7.2 含滑模觀測器的過氧比控制技術 133
7.2.1 燃料電池最優(yōu)凈功率特性分析 133
7.2.2 基于滑模觀測器和擬連續(xù)高階滑模反饋控制的凈功率優(yōu)化控制 136
7.2.3 半實物實驗對比分析 139
7.3 本章小結 143
參考文獻 145