模糊預(yù)測(cè)控制在PEMFC溫度控制系統(tǒng)中的應(yīng)用研究.pdf

1、質(zhì)子交換膜燃料電池(Proton Exchange Membrane Fuel Cells簡(jiǎn)稱PEMFC)具有啟動(dòng)速度快、攜帶方便、體積小等諸多優(yōu)點(diǎn)，特別適用于電動(dòng)汽車(chē)、潛艇、備用電源等領(lǐng)域，因此越來(lái)越受到世人的矚目。本研究課題就是在此背景下提出的。質(zhì)子交換膜燃料電池的運(yùn)行溫度是影響燃料電池的放電性能和使用壽命的重要因素，表現(xiàn)在：溫度的適度升高可以提高電池的輸出功率，但是當(dāng)溫度超出燃料電池的正常使用范圍時(shí)就可能會(huì)對(duì)電池內(nèi)部造成損壞，縮短

2、電池的使用壽命，因此需要對(duì)燃料電池的工作溫度進(jìn)行有效的控制。PEMFC的溫度控制系統(tǒng)表現(xiàn)出諸如：多輸入多輸出、耦合、時(shí)滯、時(shí)變性、非線性、不確定性、不確定性、信息量少、性能指標(biāo)高等特點(diǎn)，對(duì)其控制具有較大難度。
　　 本文采用一種基于T-S模糊模型的預(yù)測(cè)控制算法對(duì)PEMFC的溫度進(jìn)行控制，并且通過(guò)仿真試驗(yàn)得到較滿意的控制效果。主要研究?jī)?nèi)容包括以下幾點(diǎn)：⑴提出了一種基于改進(jìn)GK聚類(lèi)的建模方法，這種方法可以簡(jiǎn)化在模糊模型建模時(shí)的運(yùn)算量

3、，并且提高了模型的精確度。制定了一種數(shù)學(xué)函數(shù)，該函數(shù)可以對(duì)模糊模型輸入變量的重要性進(jìn)行排序選取，并結(jié)合最小二乘法和L-M優(yōu)化算法給出了模糊建模的具體實(shí)現(xiàn)方法。⑵研究了基于T-S模糊模型的非線性模糊預(yù)測(cè)控制方法，可以運(yùn)用T-S模糊建模方法把非線性系統(tǒng)轉(zhuǎn)化成線性時(shí)變系統(tǒng)，這樣就可以利用線性系統(tǒng)的預(yù)測(cè)控制方法來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)非線性系統(tǒng)的控制。采用了狀態(tài)空間模型形式表達(dá)非線性系統(tǒng)，可以更加方便直觀處理多變量系統(tǒng)。⑶采用基于改進(jìn)聚類(lèi)算法的模糊建模方法和基