基于智能方法的质子交换膜燃料电池发电系统的建模与控制研究

摘要

若不开发新型动力能源,世界将很快从目前的能源短缺走向能源枯竭.为了解决经济发展与能源短缺及环境污染之间日益加剧的矛盾,开发清洁、高效、可持续发展的新动力能源技术已成了十分紧迫的任务.氢能以其清洁、高效、来源广泛及可再生等特点,使人们普遍认为氢能是替代化石能源的最佳选择.21世纪,人类社会正在从以化石能为能源基础的

目录

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第一章绪论

1.1燃料电池概述

1.1.1燃料电池研究的意义

1.1.2燃料电池的发展历程

1.1.3燃料电池的原理及其特点

1.1.4燃料电池的分类及其应用

1.2质子交换膜燃料电池

1.2.1质子交换膜燃料电池的原理及其优点

1.2.2质子交换膜燃料电池主要组成部件

1.2.3质子交换膜燃料电池系统

1.2.4质子交换膜燃料电池的应用及国内外研究现状

1.3PEMFC性能的影响因素

1.4本文的结构说明和主要创新点

1.4.1本文的结构说明

1.4.2本文的主要创新点

章参考文献

第二章质子交换膜燃料电池数学模型及分析

2.1引言

2.2PEMFC数学模型研究现状

2.2.1PEMFC的经验模型

2.2.2PEMFC的机理模型

2.3PEMFC数学模型

2.3.1气体流道内的控制方程

2.3.2模催化层中的控制方程

2.3.3质子交换膜的控制方程

2.3.4质子交换膜燃料电池的工作电压

2.4PEMFC的人工神经网络建模

2.4.1基于BPNN的质子交换膜燃料电池的建模

2.4.2基于LMBPNN的质子交换膜燃料电池的建模

2.4.3基于RBF方法的质子交换膜燃料电池的建模

2.4.4基于ANFIS的质子交换膜燃料电池的建模

2.4.5四种算法的比较

2.5本章小结

本章参考文献

第三章质子交换膜燃料电池系统输出电压的动态建模与控制

3.1引言

3.2 PEMFC发电系统

3.3 PEMFC系统输出电压建模

3.3.1开路电压

3.3.2活化过电压

3.3.3欧姆过电压

3.3.4浓差过电压

3.4 PEMFC系统输出电压控制

3.4.1 PEMFC电压的动态模型

3.4.2 PEMFC电压的PID控制

3.4.3 PEMFC电压的模糊自整定PID控制

3.4.4 PEMFC电压的CMAC并行控制

3.5本章小结

本章参考文献

第四章基于改进遗传算法的质子交换膜燃料电池输出特性模型优化

4.1遗传算法概述

4.1.1遗传算法简介

4.1.2遗传算法工作原理

4.1.3遗传算法的应用

4.1.4遗传算法的设计

4.2一种改进遗传算法

4.2.1适应度线性尺度变换

4.2.2最优个体保护方法

4.2.3预选择机制交叉方法

4.2.4算法仿真实验

4.3 MGA在PEMFC输出特性中的优化

4.4本章小节

本章参考文献

第五章质子交换膜燃料电池系统温度模型动态辨识与控制

5.1引言

5.2神经网络辨识原理及算法

5.2.1系统辨识基本原理介绍

5.2.2模糊推理网络结构及算法

5.3 PEMFC系统温度辨识与神经模糊控制

5.3.1 PEMFC系统温度的描述

5.3.2基于T-S模型的PEMFC系统温度辨识

5.3.3基于ANFIS方法的PEMFC系统温度辨识

5.3.4 PEMFC系统温度的神经模糊控制

5.3.5基于改进Elman方法的PEMFC温度辨识

5.3.6基于改进型T-S模糊神经网络的PEMFC温度控制

5.4本章小结

本章参考文献

第六章总结和展望

6.1总 结

6.2后续工作

6.3前景展望

附录

攻读博士学位期间发表或录用的论文目录

致谢