质子交换膜燃料电池动态特性建模及其控制
李奇1 , 陈维荣1 , 贾俊波3 , 湛耀添2 , 韩明2
1. 西南交通大学电气工程学院, 四川, 成都, 610031;
Dynamic Characteristic Modeling and Control of Proton Exchange Membrane Fuel Cell
LI Qi1 , CHEN Weirong1 , JIA Junbo3 , CHAM Yew Thean2 , HAN Ming2
1. School of Electrical Engineering, Southwest Jiaotong University, Chengdu 610031, China;
摘要 现有质子交换膜燃料电池(PEMFC)模型难以用于控制系统的设计,为此,提出利用Matlab-Simulink仿真工具建立PEMFC系统动态模型,并在此基础上设计了模糊逻辑控制器(FLC).采用模糊控制和比例积分微分(PID)控制相结合的双模控制,实现了对PEMFC系统输出电压的控制.仿真结果表明,该模型能较好地反映PEMFC系统的动态特性,有助于改进PEMFC的设计,进一步提高其性能;双模控制能有效地抑制扰动,改善PEMFC系统的输出特性,保证系统的稳定运行,证明所建立的控制模型可用于实时控制系统的设计.
关键词 ：
质子交换膜燃料电池 ,
建模 ,
模糊控制 ,
比例积分微分控制 ,
双模控制 ,
动态仿真
Abstract ：To solve the problem that the current model of proton exchange membrane fuel cell(PEMFC) is hard to be used in the design of control systems,a dynamic model of PEMFC was established with Matlab-Simulink,and a fuzzy logic controller(FLC) was designed based on this dynamic model.The combined application of fuzzy control and proportion-integral-differential(PID) control was adopted to control the output voltage of a PEMFC system.The simulation results show that the established model can reflect the dynamic characteristic of PEMFC systems,and the combined technique of fuzzy control and PID control can restrain the disturbance to improve the output characteristic of PEMFC systems and ensure their stability.The proposed model can be utilized to design the real-time control system of PEMFC.
Key words ：
PEMFC(proton exchange membrane fuel cell)
modeling
fuzzy control
proportion-integral-differential control
double model control
dynamic simulation
收稿日期: 2007-12-14
通讯作者:
李奇(1984- ),男,博士研究生,研究方向为燃料电池系统控制、群体智能优化等,E-mail:liqi0800@gmail.com
作者简介 : 陈维荣(1965- ),男,教授,博士,主要研究方向为铁道电气化、智能信息处理、智能检测技术等, E-mail: wrchen@swjtu.cn
引用本文:
李奇, 陈维荣, 贾俊波, 湛耀添, 韩明. 质子交换膜燃料电池动态特性建模及其控制[J]. 西南交通大学学报, 2009, 44(4): 604-608.
LI Qi, CHEN Weirong, JIA Junbo, CHAM Yew Thean, HAN Ming. Dynamic Characteristic Modeling and Control of Proton Exchange Membrane Fuel Cell. Journal of SouthWest JiaoTong University, 2009, 44(4): 604-608.
链接本文:
http://journal16.magtechjournal.com/Jweb_xnjd/CN/ 或 http://journal16.magtechjournal.com/Jweb_xnjd/CN/Y2009/V44/I4/604
[1]
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