负载扰动下燃料电池动态特性的分数阶建模与控制研究

项目名称： 负载扰动下燃料电池动态特性的分数阶建模与控制研究

项目编号： No.61374153

项目类型： 面上项目

立项/批准年度： 2013

项目学科： 自动化技术、计算机技术

项目作者： 戚志东

作者单位： 南京理工大学

项目金额： 78万元

中文摘要： 质子交换膜燃料电池（PEMFC）模型和控制系统设计是PEMFC发电技术的重要研究方向之一。实验初步表明PEMFC电化学反应是一个分数阶过程，传统整数阶模型控制系统的精度和鲁棒性难以满足实际应用的需要。为了解决这一问题，针对电堆发电过程中具有分数阶特性的环节，本项目将采用分数微积分理论对负荷变化时PEMFC电堆的动态特性进行描述，建立PEMFC电堆的分数阶动态机理模型，分析PEMFC动态特性与分数阶模型中相关参数的内在物理联系。然后，对分数阶动态特性模型进行分数阶系统辨识，获得相应的分数阶控制模型，并提出一种快速数值计算方法。基于分数阶控制模型和自适应控制的思想，建立一种分数阶模型参考自适应控制器，设计一种分数阶的自适应控制律和优化方法。本项目对于提高电池发电效率，丰富PEMFC建模和控制技术有着重要意义，可为PEMFC的高效、可靠运行提供新的思路和技术途径。

中文关键词： 分数阶系统；质子交换膜燃料电池；动态建模；自适应控制；模糊遗传算法

英文摘要： The design of the Proton Exchange Membrane Fuel Cell (PEMFC) modeling and control system is an important branch of the technologies of PEMFC. The preliminary experiences show that the electrochemistry reaction of PEMFC has some typical fractional order pr

英文关键词： fractional system；proton exchange membrane fuel cell；dynamical modelling；adaptive control；fuzzy genetic algorithm