基于多種群模糊遺傳算法的PEMFC分?jǐn)?shù)階建模與控制.pdf

1、隨著社會(huì)的發(fā)展和人類生活方式的改變，能源短缺及環(huán)境污染已成為困擾人類社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的重大問題。質(zhì)子交換膜燃料電池(PEMFC)作為二十一世紀(jì)一種清潔高效的發(fā)電裝置，具有發(fā)電效率高、啟動(dòng)速度快、噪音污染少、使用壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，已被廣泛使用。為了更好的提高PEMFC系統(tǒng)輸出性能，在PEMFC建模、優(yōu)化和控制等方面，還有待進(jìn)一步的研究。本文以空冷型PEMFC為研究對(duì)象，針對(duì)燃料電池運(yùn)行過程中所存在的分?jǐn)?shù)階特性，以氫氣流量為輸入、負(fù)載電流為擾動(dòng)建

2、立起了分?jǐn)?shù)階的PEMFC動(dòng)態(tài)模型，并提出了多種群模糊遺傳算法(MPFGA)對(duì)模型中的未知參數(shù)進(jìn)行尋優(yōu)?；诒孀R(shí)后得到的PEMFC分?jǐn)?shù)階模型，利用多種群模糊遺傳算法對(duì)其進(jìn)行分?jǐn)?shù)階PIλ Dμ控制器的設(shè)計(jì)，使電堆輸出電壓始終保持在最佳工作點(diǎn)附近。仿真結(jié)果表明該控制器能有效地控制氫氣流量，使電堆在負(fù)載變化時(shí)的輸出電壓能一直保持在期望值附近。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴針對(duì)分?jǐn)?shù)階系統(tǒng)的求解過程中存在的問題，提出了基于改進(jìn)Oustaloup

3、濾波器的框圖法。該方法能通過在Simulink中搭建框圖的形式，有效地求解分?jǐn)?shù)階微積分方程。⑵分析PEMFC運(yùn)行過程中存在的分?jǐn)?shù)階特性，以氫氣流量為輸入、負(fù)載電流為擾動(dòng)，建立起了分?jǐn)?shù)階PEMFC動(dòng)態(tài)輸出電壓模型。⑶針對(duì)分?jǐn)?shù)階PEMFC動(dòng)態(tài)輸出電壓模型中參數(shù)多，整定困難的問題，在遺傳算法的基礎(chǔ)上提出了一種多種群模糊遺傳算法?；诙喾N群模糊遺傳算法對(duì)分?jǐn)?shù)階PEMFC動(dòng)態(tài)輸出電壓模型進(jìn)行辨識(shí)，將辨識(shí)所得到的模型與實(shí)際電堆進(jìn)行比較，結(jié)果表明基于