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基于PID控制方法的燃料电池空气供应系统控制研究(论文原稿) 基于PID控制方法的燃料电池空气供应系统控制研究(论文原稿)

格式:word 上传:2022-08-17 06:45:40

《基于PID控制方法的燃料电池空气供应系统控制研究(论文原稿)》修改意见稿

1、“.....含有多种离子基团,它只可以透过氢质子,而不能透过氢分子和其他离子,在膜的表面上涂有高度分散的催化剂颗粒。从阳极流道进入氢气,在催化剂的作用下,氢原子逐渐分解为质子和电子,经过质子交换膜扩散到阴极的氢质子,与氧气产生反应形成水,余下的电子通过外部电路形成电流。考虑到研究篇幅及实验条续增长,各国经济发展速度加快,所牵引出的环境污染问题不可再生能源高速消耗等问题,暴露出人与自然之间的矛盾。在这样的背景下,世界各国正在寻求可持续发展的共同的任务。在不可再生资源的利用方面,人们正在积极创新可持续清洁能源的开发与应用策略。如图,而回顾年至今,中国氢燃料电池汽车销量情况分别为辆辆辆辆以及辆,年的销量比年几乎翻倍,成绩显赫。根据各地规划,明确确定年推广数量的主要有上海山西湖北江苏山东及广东等省份及这些省份中的部分城市,推广数量总计在万万辆左右......”

2、“.....显然,如果要达成这个规划,年年的销量将超过此前年的总和。可见,燃料电池的市场需求量庞大。另外,由于燃料电池化学空滤对空气进行过滤,因此燃料电池是种具有高清洁能力高效率的新能源产品,只需要燃料持续供应,就可以保采集和分析界面可以直接作为人机交互界面,实现总线所有节点故障诊断。软件是本文研究过程中,用于人机交互的软件,其与控制器之间的通信协议由笔者规定。软件包括个模块,分别是硬件配臵模块报文发送模块数据回放模块数据分析模块,其中数据分析模块又分为和,如图。基于控制方法的燃料电池空气供应系统控制研究论文原稿。将空气流量和温度作为神经网络辨识模型的输入变量,将压力作为输出变量,根据实验结果,用神经网络拟合压力随流量温度的变化曲线,部分测试结果如表所示。由表可见,神经网络的纵向常数设定为。神经网络结构选择......”

3、“.....年的销量比年几乎翻倍,成绩显赫。根据各地规划,明确确定年推广数量的主要有上海山西湖北江苏山东及广东等省份及这些省份中的部分城市,推广数量总计在万万辆左右,其中仅广东佛山南海区就有辆的规划。显然,如果要达成这个规划,年年的销量将超过此前年的总和。可见,燃料电池的市场需求量庞大。另外,由于燃料电池化学空滤对空气进行过滤,因此燃料电池是种具有高清洁能力高效率的新能源产品,只需要燃料持续供应,就可以保持稳定的运转,在汽车中小规模发电站中都得到了非常广泛的应用。对于这种燃料电池来说,空气传输系统承担着供给空气控制运转速度运转效率的重要任务通过调控空气出口管道中的背压阀,进而控制出口管道的内压力,模拟燃料电池电堆空气管道中空气的压力。该系统的电源信号结构如表如表,系统的电源共有路,分别是。根据实际情况,对空压机进行控制......”

4、“.....不仅能够避免出现缺氧和过度饱和的状态,同时也能对燃料电池系统的动态特性起到维护作用。将空气流量和温度作为神经网络辨识模型的输入变量,将压力作为输出变量,根据实验结果,用神经网络拟合压力随流量温度的变化曲线,部分测试结果如表所示。由表可见,神经网络的纵向常数设定为。神经网络结构选择,采用双曲正切型传递函数作为中间层神经元,选择作为训练步数,采用作为性能函数,采用作为学习函数,采用作为训练函数,采用型函数作为输出层。训练神经网络和神经网络分别用同组实验数据,进而得到压力随温度和流量的的神经网络拟合曲线。神经网络比神经网络的生影响。本文研究了质子交换膜燃料电池系统对其空气供应系统进行控制和神经网络建模的研究,最后对燃料电池空气供应技术进行展望,对燃料电池空气供应开发和控制具有定的参考意义......”

5、“.....燃料电池发动机是种将空气中的氧气和氢气通过电化学反应直接转化为电能的发电装臵,其过程不涉及燃烧,能量转化率高,产物仅为电热和水,运行平稳,噪音低,被称为终极环保发动机。这种燃料电池是将氧气和氢气直接参与反应,能够实现化学能到电能的转换。市面上常见的燃料电池构成模式及反映循环情况如图燃料电池主要包括个部分,分别是阳极阴极以及电解质。其核心部件是种比较特殊的聚合物膜,含有多种离子基团,它只可以透过氢质子,而不能透过氢多模态控制方法受燃料电池阴极空气本身特性的影响,属于非线性时变的空气系统容易受内外部因素的冲击。因此将经典控制方法和多模态控制方法用在阴极空气传输中,以空气流量做为目标进行控制,有较好的控制效果。构建的燃料电池空气传输系统模型当中,不考虑其他因素影响,将空气视作理想气体。燃料电池空压机工作时,空气遵循理想气体状态方程在上式中......”

6、“.....为理想气体的体积,为理想气体的热力学温度,为气体的摩尔质量,为气体的质量,为气体的常数。空压机实际工作中,温度会不断的变化。如此,为了提高实验的精准度,本文对其进行修正处理。使用到的修正公式为上式中,表示实际空气流量,表示空压机出口空气流量,表示空压机出口温度,为环境温度,为空压机出口压力,为大气压。如图,利用控制策统控制中已经得到了非常广泛的应用。控制器的数学模型是分为模拟和数字。系统中的传递函数是模拟的控制对象,数字又分为位臵式和增量式。对公式十做离散化处理,便可以得到位臵式算法控制算法。在此过程中,采样时刻点表示连续时间,积分环节用矩形法数值积分和用阶后向差分替代,可以得到在公式十中,表示采样周期,表示采样序号,和分别表示相應时刻的系统偏差信号。另外,增量式控制是指在控制系统中,控制器的输出是控制量的增量,用表示。如果执行机构所需要的并非位臵量的绝对数值......”

7、“.....则可以用增量式控制算法实现控制目标。根据递推原理可以得到将公式十和公式十相减,就可以得到增量式控制算法的公式控制器的个环节承担着不同的任务,比需要牺牲部分电动机的稳定性。因此,对于燃料电池空气传输系统的控制,必须均衡好运行稳定性和运行效率运行速度和运行能耗等因素之间的相互关系。分析结果表明,在的控制参数之下,空气传输系统动态响应过程中的加载工况减载工况空气传输系统响应速度快。因此,本文认为,的控制参数适用于对响应速度要求较高的系统中,例如装载燃料电池的汽车,遇到紧急情况需要作出迅速反应。的控制参数的转矩输出响应表现最好,但并不适用于对响应速度要求高的系统中。然而,燃料电池空气传输系统中的电机转速与空气压缩机的转速紧密相关,影响了整个系统的响应表现。电机转矩与电机转速存在正相关的关系,但是电机转速本身就存在异延缓性......”

8、“.....为此,本文对相同工况下的电机转速进行比较分析,发现在式十相减,就可以得到增量式控制算法的公式控制器的个环节承担着不同的任务,比例环节能够直接影响目前的偏差信号。在控制过程中,旦出现信号偏差问题,那么比例控制器就可以迅速做出反应,最大程度的缩小信号偏差。比例环节值越大表示系统响应速度越快。然而,过高的比例参数值也不利于系统的稳定运转,需要在实践中摸索出合适的比例参数值范围。积分缓解中,积分控制器可以影响以往的偏差信号,因而对于燃料电池空气传输系统来说,引入这种积分环节,就能够减少静态误差,但需要注意的是,比例参数值增大时,燃料电池空气控制系统超调量也会增加。微分环节可以对偏差信号求导,影响了偏差信号的变化率,表现出良好的预先控制能力。在偏差信号变化幅度较大的形势下,可以通过微分控制器引入早期修正信号,将偏差信号控制在合适转速与出口流量压力温度的组数据......”

9、“.....即至此,我们构建出了燃料电池的空气传输控制系统的基本模型。通过这模型,再对空压机供电电源为和的电压进行分组测试,整理不同电压下的转速和阴极空气流量直接的关系。实验发现,在直流电压的状态下,空压机的压缩效率最高。由此,本文就以直流电压为空压机的供电电压,分析控制方法在燃料电池空气传输系统中的实际应用情况。基于控制方法的空气传输系统控制检验控制原理闭环控制相对于开环控制的优点是引用了反馈机制,反馈包括测量比较以及执行。其中,测量是对各项数据信息的收集与整理,重点要关注被控变量的实际值,并且和期望值做出相应的比较,发现者之间存在的偏差,根据这偏差来纠正空气传输控制系统的响应效果,达到调节与控制的目的。相比于其他控制方基于控制方法的燃料电池空气供应系统控制研究论文原稿例环节能够直接影响目前的偏差信号。在控制过程中,旦出现信号偏差问题,那么比例控制器就可以迅速做出反应......”

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